CN106919180A - 一种无人机的集群通讯系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于无人机技术领域，提供一种无人机的集群通讯系统及方法，所述集群通讯系统包括控制中心、数据转换模块、地面站及若干个无人机；所述控制中心，用于获取无人机的控制信息，并将所述无人机的控制信息发送至数据转换模块，其中，所述控制信息为移动通信数据；所述数据转换模块，用于接收所述无人机的控制信息，将所述控制信息从当前的移动通信数据转换为无线电台数据，并将转换后的无线电台数据发送至地面站；所述地面站，用于将接收到的无线电台数据发送至所述集群通讯系统下的无人机。本发明解决了现有控制中心每次只能操纵一个无人机的问题，实现了无人机的集群通讯，且实现了无人机集群系统内的无线电台数据与移动通信数据的转换。

Description

一种无人机的集群通讯系统及方法

技术领域

本发明属于无人机技术领域，尤其涉及一种无人机的集群通讯系统及方法。

背景技术

现有的无人机主要采用无线数传技术来实现点对点的实时数据传输。然而，无线数传电台的数据传输距离有限，只能用于航拍、娱乐等方面，应用在物流领域上时通讯覆盖范围小，优越性较低；且控制中心每次只能操纵一个无人机，而不能同时操纵多个无人机。

发明内容

鉴于此，本发明实施例提供一种无人机的集群通讯系统及方法，以解决现有控制中心每次只能操纵一个无人机的问题，实现了无人机的集群通讯。

第一方面，提供了一种无人机的集群通讯系统，所述集群通讯系统包括控制中心、数据转换模块、地面站以及若干个无人机；

所述控制中心，用于获取无人机的控制信息，并将所述无人机的控制信息发送至数据转换模块，其中，所述无人机的控制信息为移动通信数据；

所述数据转换模块，用于接收所述无人机的控制信息，将所述控制信息从当前的移动通信数据转换为无线电台数据，并将转换后的无线电台数据发送至地面站；

所述地面站，用于将接收到的无线电台数据发送至所述集群通讯系统下的无人机。

第二方面，提供了一种无人机的集群通讯方法，所述集群通讯方法包括：

控制中心获取无人机的控制信息，并将所述无人机的控制信息发送至数据转换模块，其中，所述无人机的控制信息为移动通信数据；

所述数据转换模块接收所述无人机的控制信息，将所述控制信息从当前的移动通信数据转换为无线电台数据，并将转换后的无线电台数据发送至地面站；

所述地面站将接收到的无线电台数据发送至所述集群通讯系统下的无人机。

与现有技术相比，本发明实施例通过将控制中心、数据转换模块、地面站以及多个无人机组合在一起，得到无人机的集群通讯系统。在所述集群通讯系统中，所述控制中心用于获取无人机的控制信息，并将所述无人机的控制信息发送至数据转换模块；所述数据转换模块用于将接收到的控制信息从当前的移动通信数据转换为无线电台数据，并将转换后的无线电台数据发送至地面站；由所述地面站将接收到的无线电台数据发送至所述集群通讯系统下的无人机；从而解决了现有控制中心每次只能操纵一个无人机的问题，实现了无人机的集群通讯，达到全网呼应的效果，且实现了无人机集群系统内部的无线电台数据与移动通信数据之间的转换。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1是本发明实施例提供的无人机的集群通讯系统的组成结构图；

图2是本发明实施例提供的无人机的集群通讯系统的拓扑结构图；

图3是本发明实施例提供的无人机的集群通讯方法的实现流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例通过将控制中心、数据转换模块、地面站以及多个无人机组合在一起，得到无人机的集群通讯系统。在所述集群通讯系统中，所述控制中心用于获取无人机的控制信息，并将所述无人机的控制信息发送至数据转换模块；所述数据转换模块用于将接收到的控制信息从当前的移动通信数据转换为无线电台数据，并将转换后的无线电台数据发送至地面站；由所述地面站将接收到的无线电台数据发送至所述集群通讯系统下的无人机；从而解决了现有控制中心每次只能操纵一个无人机的问题，实现了无人机的集群通讯，达到全网呼应的效果，且实现了无人机集群系统内部的无线电台数据与移动通信数据之间的转换。本发明实施例还提供了相应的无人机的集群通讯方法，以下分别进行详细的说明。

图1示出了本发明实施例提供的无人机的集群通讯系统，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

在本发明实施例中，集群为由两个及以上个无人机构成的群组，集群通讯是指控制中心同步与两个及以上个无人机进行通讯。参阅图1，所述集群通讯系统包括：

控制中心1、数据转换模块2、地面站3以及多个无人机4。

其中，所述控制中心1，用于获取无人机的控制信息，将所述无人机的控制信息发送至数据转换模块。

在这里，所述控制中心1为无人机的控制台，是工作人员的操作端，由工作人员操控。控制中心1接收工作人员的操作，从中获取对无人机的控制信息，并通过地面站3将所述控制信息发射出去。其中，所述控制中心1采用移动网络技术进行通讯，因此，所述无人机的控制信息为移动通信数据，包括但不限于第三代移动通信数据、第四代移动通信数据等。在实际应用中，控制中心1不仅下发对无人机的控制信息，还获取无人机、中继站或者地面站上传的无人机运行状态信息。

数据转换模块2，用于接收所述无人机的控制信息，将所述控制信息从当前的移动通信数据转换为无线电台数据，并将转换后的无线电台数据发送至地面站。

在实际应用中，所述数据转换模块2的数据传输是双向的，包括将对无人机的控制信息从移动通信数据转换为无线电台数据，还包括将无人机、地面站或者中继站上传的无线电台数据转换为移动通信数据。

地面站3，用于将接收到的无线电台数据发送至所述群通讯系统下的无人机。

在实际应用中，无人机是基于无线数传电台来传输数据，发射和接收的是无线电台数据。因此，在本发明实施例中，通过增加数据转换模块将控制中心发射的无人机的控制信息转换为无线电台数据，再通过地面站将所述无线电台数据发送至无人机，实现了无人机集群系统内部的无线电台数据与移动通信数据之间的转换，从而可以进行无人机的集群通讯，解决了现有控制中心每次只能操纵一个无人机的问题，达到全网呼应的效果。在这里，一个集群通讯系统下可以包括若干个地面站，每一个地面站均可以与集群通讯系统内的无人机直接进行数据传输，也可以与中继站进行数据传输。

可选地，所述集群通讯系统还包括至少一个第三方控制中心6。所述第三方控制中心6用于获取第三方用户输入的无人机控制信息，并将所述控制信息转发至控制中心或者数据转换模块。在这里，所述第三方是指无人机的官方监控部门，比如政府机关等。所述第三方控制中心6作为所述无人机的官方监控部门的操作端，可以通过以太网直接和控制中心1连接或者和数据转换模块2连接，以向控制中心1或者数据转换模块2发送第三方输入的控制信息，通过控制中心1或者数据转换模块2将所述控制信息传输至无人机，实现第三方对无人机的集群控制，达到无人机全网呼应的效果。

对于地面站的通信距离范围内的无人机，所述地面站可以直接向所述无人机发射无线电台数据。对于地面站的通信距离范围外的无人机，则通过中继站进行数据转发。

可选地，所述集群通讯系统还包括中继站5；

所述地面站3，还用于将接收到的无线电台数据发送至中继站。

所述中继站5，用于接收所述地面站发射的所述无线电台数据，并将接收到的无线电台数据转发至其控制范围内的无人机。

在这里，一个集群通讯系统包括一个中继站5，所述中继站5控制该集群系统范围内的无人机4之间的信息中转，接收控制中心1发射的无人机的控制信息，并将接收到的无人机的控制信息转发至控制范围内的无人机4，从而在实现了无人机的集群通讯的同时，通过中继站5的转发，进一步扩展了无人机的通讯范围，有利于提高无人机在物流上的覆盖范围。

进一步地，所述中继站4还用于将接收到的地面站发射的无线电台数据转发至其他集群通讯系统下的中继站。在这里，所述其他集群通讯系统为所述中继站4所属的集群通讯系统外的集群通讯系统。

对于其他集群通讯系统下的中继站转发的无线电台数据，所述中继站4还用于接收该其他集群通讯系统下的中继站转发的无线电台数据，并将接收到的无线电台数据转发至其控制范围内的无人机，从而实现了不同集群通讯系统下的无人机之间的集群通讯。

为了便于说明，图2给出了本发明实施例提供的无人机的集群通讯系统的拓扑结构图。需要说明的是，上述拓扑结构图仅为本发明实施例的一个优选示意图，并不用于限制本发明。在实际应用中，集群通讯系统还可以包括两个及以上个数的无人机、地面站、数据转换模块。

本发明实施例通过将控制中心、数据转换模块、地面站以及多个无人机组合在一起，得到无人机的集群通讯系统。在所述集群通讯系统中，所述控制中心用于获取无人机的控制信息，并将所述无人机的控制信息发送至数据转换模块；所述数据转换模块用于将接收到的控制信息从当前的移动通信数据转换为无线电台数据，并将转换后的无线电台数据发送至地面站；所述地面站则用于将接收到的无线电台数据发送至所述集群通讯系统中的无人机；从而在无人机集群系统内部实现了无线电台数据与移动通信数据之间的转换，可以进行无人机的集群通讯，解决了现有控制中心每次只能操纵一个无人机的问题；且通过中继站转发，进一步解决了无线数传电台的数据传输距离有限的问题，扩展了无人机的通讯范围，有利于提高无人机在物流上的覆盖范围。

图3示出了本发明实施例提供的无人机的集群通讯方法的实现流程。

在本发明实施例中，所述集群通讯方法应用于上述集群通信系统，所述集群系统包括控制中心1、数据转换模块2、地面站3以及多个无人机4。

参阅图3，所述集群通讯方法包括：

在步骤S301中，控制中心获取无人机的控制信息。

在步骤S302中，所述控制中心将所述无人机的控制信息发送至数据转换模块。

在这里，所述控制中心1为工作人员的操作端，由工作人员操控。所述控制中心接收工作人员的操作，并获取对无人机的控制信息，通过地面站3发射所述控制信息。其中，所述控制中心1采用移动网络技术进行通讯，因此，所述无人机的控制信息为移动通信数据，包括但不限于第三代移动通信数据、第四代移动通信数据等。

在步骤S303中，所述数据转换模块接收所述无人机的控制信息，并将所述控制信息从当前的移动通信数据转换为无线电台数据。

在步骤S304中，所述数据转换模块将转换后的无线电台数据发送至地面站。

在步骤S305中，所述地面站将接收到的无线电台数据发送至所述集群通讯系统中的无人机。

在实际应用中，无人机是基于无线数传电台来传输数据，发射和接收的是无线电台数据。因此，在本发明实施例中，通过数据转换模块将控制中心发射的无人机的控制信息转换为无线电台数据，再通过地面站将所述无线电台数据发送至无人机，实现了无人机集群系统内部的无线电台数据与移动通信数据之间的转换，从而可以进行无人机的集群通讯，解决了现有控制中心每次只能操纵一个无人机的问题。在这里，一个集群通讯系统下可以包括若干个地面站，每一个地面站均可以与集群通讯系统内的无人机、控制中心直接进行数据传输，也可以与中继站进行数据传输。

可选地，所述集群通讯系统还可以包括中继站5，所述集群通讯方法还可以包括：

在步骤S306中，所述地面站将接收到的无线电台数据发送至中继站。

在步骤S307中，所述中继站接收所述地面站发射的所述无线电台数据。

在步骤S308中，所述中继站将接收到的无线电台数据转发至其控制范围内的无人机。

其中，一个集群系统中包括一个中继站，所述中继站控制该集群系统范围内的无人机之间的信息中转。

在这里，通过增设中继站4接收控制中心1发射的无人机的控制信息，并将接收到的无人机的控制信息转发至其控制范围内的无人机，进一步扩展了无人机的通讯范围，有利于提高无人机在物流上的覆盖范围。

作为本发明的另一个优选示例，所述集群通讯系统还包括第三方控制中心6，所述集群通讯方法还包括：

第三方控制中心获取第三方用户输入的无人机的控制信息，并将所述控制信息转发至控制中心或者数据转换模块。

在这里，所述第三方是指无人机的官方监控部门，比如政府机关等。所述第三方控制中心6作为所述无人机的官方监控部门的操作端，可以通过以太网直接和控制中心1连接或者和数据转换模块2连接，以向控制中心1或者数据转换模块2发送第三方输入的控制指令，通过控制中心或者数据转换模块2将第三方的控制信息传输至无人机，实现了第三方对无人机的集群控制，达到无人机全网呼应的效果。

作为本发明的另一个优选示例，所述集群通讯方法还包括：

所述中继站将接收到的地面站发射的无线电台数据转发至其他集群系统下的中继站。

在这里，所述其他集群系统为所述中继站所属的集群通讯系统外的集群通讯系统，其结构与图1实施例中所述的集群通讯系统相同。在实际应用中，主要按照地域或者行政区划来划分不同的集群通讯系统。

进一步地，所述集群通讯方法还包括：

所述中继站接收其他集群系统下的中继站转发的无线电台数据，并将接收到的无线电台数据转发至其控制范围内的无人机。

本发明实施例通过中继站转发和接收不同集群通讯系统中的控制信息，从而实现了不同集群系统之间的相互通讯。

本发明实施例通过将控制中心、数据转换模块、地面站以及多个无人机组合在一起，得到无人机的集群通讯系统。在所述集群通讯系统中，所述控制中心用于获取无人机的控制信息，并将所述无人机的控制信息发送至数据转换模块；所述数据转换模块用于将接收到的控制信息从当前的移动通信数据转换为无线电台数据，并将转换后的无线电台数据发送至地面站；所述地面站则用于将接收到的无线电台数据发送至所述集群通讯系统下的无人机；从而在无人机集群系统内部实现了无线电台数据与移动通信数据之间的转换，可以进行无人机的集群通讯，解决了现有控制中心每次只能操纵一个无人机的问题，达到全网呼应的效果。所述集群通讯系统还可以增加中继站，通过中继站转发，进一步解决了无线数传电台的数据传输距离有限的问题，扩展了无人机的通讯范围，有利于提高无人机在物流上的覆盖范围。

本领域普通技术人员还可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以在存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，包括ROM/RAM、磁盘、光盘等。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明。例如，各个功能部分只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能部分的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无人机的集群通讯系统，其特征在于，所述集群通讯系统包括控制中心、数据转换模块、地面站以及若干个无人机；

所述控制中心，用于获取无人机的控制信息，并将所述无人机的控制信息发送至数据转换模块，其中，所述无人机的控制信息为移动通信数据；

所述数据转换模块，用于接收所述无人机的控制信息，将所述控制信息从当前的移动通信数据转换为无线电台数据，并将转换后的无线电台数据发送至地面站；

所述地面站，用于将接收到的无线电台数据发送至所述集群通讯系统下的无人机。

2.如权利要求1所述的无人机的集群通讯系统，其特征在于，所述集群通讯系统还包括：

第三方控制中心，用于获取第三方用户输入的无人机的控制信息，并将所述控制信息转发至控制中心或者数据转换模块。

3.如权利要求1或2所述的无人机的集群通讯系统，其特征在于，所述集群通讯系统还包括中继站；

所述地面站，还用于将接收到的无线电台数据发送至中继站；

所述中继站，用于接收所述地面站发射的所述无线电台数据，并将接收到的无线电台数据转发至其控制范围内的无人机。

4.如权利要求3所述的无人机的集群通讯系统，其特征在于，所述中继站还用于：

将接收到的地面站发射的无线电台数据转发至其他集群通讯系统下的中继站。

5.如权利要求3所述的无人机的集群通讯系统，其特征在于，所述中继站还用于：

接收其他集群通讯系统下的中继站转发的无线电台数据，并将接收到的无线电台数据转发至其控制范围内的无人机，以实现不同集群通讯系统下的无人机之间的集群通讯。

6.一种无人机的集群通讯方法，其特征在于，所述集群通讯方法包括：

控制中心获取无人机的控制信息，并将所述无人机的控制信息发送至数据转换模块，其中，所述无人机的控制信息为移动通信数据；

所述数据转换模块接收所述无人机的控制信息，将所述控制信息从当前的移动通信数据转换为无线电台数据，并将转换后的无线电台数据发送至地面站；

所述地面站将接收到的无线电台数据发送至所述集群通讯系统下的无人机。

7.如权利要求6所述的无人机的集群通讯方法，其特征在于，所述集群通讯方法还包括：

第三方控制中心获取第三方用户输入的无人机控制信息，并将所述控制信息转发至控制中心或者数据转换模块。

8.如权利要求6或7所述的无人机的集群通讯方法，其特征在于，所述集群通讯方法还包括：

所述地面站将接收到的无线电台数据发送至中继站；

所述中继站接收所述地面站发射的所述无线电台数据，并将接收到的无线电台数据转发至其控制范围内的无人机。

9.如权利要求8所述的无人机的通讯方法，其特征在于，所述集群通讯方法还包括：

所述中继站将接收到的地面站发射的无线电台数据转发至其他集群通讯系统下的中继站。

10.如权利要求8所述的无人机的集群通讯方法，其特征在于，所述集群通讯方法还包括：

所述中继站接收其他集群通讯系统下的中继站转发的无线电台数据，并将接收到的无线电台数据转发至其控制范围内的无人机，以实现不同集群通讯系统下的无人机之间的集群通讯。