一种舰载无人机腕带式手持控制系统的制作方法

本发明属于无人飞行器辅助降落控制领域，涉及一种腕带式手持控制系统，尤其是涉及一种控制和引导舰载无人机起降的舰载无人机腕带式手持控制系统。

背景技术：

舰载无人机是以无人机研制为基础、为配合现代海战作战需求应运而生的，主要装备在航空母舰、驱逐舰等军舰上，用于在海域上执行巡查、监视、情报搜集、战斗打击、电子干扰等任务。舰载无人机的起飞降落控制，一直是限制舰载无人机发展的制约。2007年美国国防高级研究计划局计划研制第一架飞翼舰载无人机x-47b，同年8月宣布其作为美国海军的舰载无人机，并于2013年7月10日成功降落在“乔治布什”号航空母舰上，成为人类历史上第一架能够成功起降的隐形飞翼舰载无人机。美国的诺斯罗普·格鲁门公司率先为x-47b研发了控制显示单元(controldisplayunit)，主要用于x-47b在航母甲板上的精确引导和弹射对准并挂接的整个流程。美军控制显示单元(cdu)主要包括手臂控制器、多功能一体机、数据链单元、电源模块等组成，一般采用双余度模式实现无人机的精确控制。2012年8月，美国海军在patuxentriver海军基地完成了cdu引导控制x-47b的测试验证工作，达到了预定的效果。2012年12月9日，美国海军在“杜鲁门”号航母上完成了cdu在舰面上引导控制x-47b的测试验证工作，取得良好的效果。

但是，该技术并没有公开，因此全球公共技术领域并没有此项技术可以借鉴。

技术实现要素：

本发明提供了一种舰载无人机腕带式手持控制系统，弥补了此项技术在公知领域的空白。

本发明的舰载无人机腕带式手持控制系统包括地面便携式显控终端和小型化数据链终端，地面便携式显控终端包括机械转臂和控制显示器，小型化数据链终端包括综合处理机和综合射频单元；其中控制显示器与前段机械转臂连接，采集前端机械转臂的控制信号，发送上行遥测信息至小型化数据链终端，同时地面便携式显控终端接收由小型化数据链终端收到的下行遥测信息。

进一步的，机械转臂由机械手臂的转动控制前轮转弯，手柄的扳机实现刹车控制，旋钮实现油门控制；控制显示器采用触摸屏的方式，实现飞机基本参数显示和光电摄像头的图像显示，用周边键实现机翼折叠/伸展、弹射杆收上/放下、阻拦钩收上/放下等指令发送，在按键故障的情况下可以运用触摸屏实现控制指令备份发送。

进一步的，小型化数据链终端采用综合化协同数据链系统设计，由综合处理机、综合射频单元组成，完成射频发送接收、信号处理等功能，与机载通信终端通过无线通信，完成空地间的数据传输，小型化数据链终端考虑人机工效，使用背负式通信形式。

本发明的一种舰载无人机腕带式手持控制系统，可在舰面上完成舰载无人机的起降阶段的精确引导，全面提升无人机舰面起飞、降落精确性，弥补了本领域的国内技术空白，同时后续可扩展到单兵近地支援和无人车、无人船的出入库、出入港等控制功能。

附图说明

图1为发明实施例的舰载无人机腕带式手持控制系统示意图；

图2为发明实施例的控制显示器示意图；

图3为本发明实施例的舰面引导界面总体布局示意图；

图中：1—机械转臂，2—控制显示器，1-1—方向控制杆，1-2—速度控制旋钮，1-3—制动开关，2-1—触摸屏，2-2—实体按钮。

具体实施方式

一种舰载无人机腕带式手持控制系统包括地面便携式显控终端和小型化数据链终端，地面便携式显控终端包括机械转臂和控制显示器；其中控制显示器与前段机械转臂连接，采集前端机械转臂的控制信号，发送上行遥测信息至小型化数据链终端，同时地面便携式显控终端接收由小型化数据链终端收到的下行遥测信息。优选的，小型化数据链终端包括综合处理机和综合射频单元。

本发明还有以下实施方式：地面便携显控终端中控制显示器通过低频连接器与前段机械转臂连接，采集前端机械转臂的控制信号，与小型化数据链终端连接，控制显示器内部完成数据接收、处理、组帧等过程后，按照遥控遥测信息接口格式定义将上行遥控信息发送至小型化数据链终端进行发送；同时地面便携式显控终端接收由小型化数据链终端收到的下行遥测信息，进行拆帧、解析和处理工作，实现无人机状态监控和链路监控等功能。优选的，控制显示器通过以太网域或蓝牙等无线方式与小型化数据链终端连接。

本发明还有以下实施方式：机械转臂采用人机工效设计，由机械手臂的转动控制前轮转弯，手柄的扳机实现刹车控制，旋钮实现油门控制。控制显示器采用触摸屏的方式，实现飞机基本参数显示和光电摄像头的图像显示，用周边键实现机翼折叠/伸展、弹射杆收上/放下、阻拦钩收上/放下等指令发送，在按键故障的情况下可以运用触摸屏实现控制指令备份发送。

本发明还有以下实施方式：小型化数据链终端采用综合化协同数据链系统设计，由综合处理机、综合射频单元组成，完成射频发送接收、信号处理等功能，与机载通信终端通过无线通信，完成空地间的数据传输，小型化数据链终端考虑人机工效，使用背负式通信形式。

具体来说，如图1和图2所示，本发明的一种舰载无人机腕带式手持控制系统，其特征在于：包括地面便携式显控终端和小型化数据链终端，地面便携式显控终端包括机械转臂1和控制显示器2；其中控制显示器与机械转臂连接，控制显示器采集机械转臂发出的控制信号后，再发送上行遥测信息至小型化数据链终端，同时地面便携式显控终端接收由小型化数据链终端收到的下行遥测信息。其中，小型化数据链终端由综合处理机和综合射频单元组成。控制显示器通过低频连接器与前段机械转臂连接。控制显示器采集前端机械转臂的控制信号，内部完成数据接收、处理、组帧后，按照遥控遥测信息接口格式定义将上行遥控信息发送至小型化数据链终端。控制显示器通过以太网域或者蓝牙等无线方式与小型化数据链终端连接。机械转臂1设有方向控制杆1-1、速度控制旋钮1-2和制动开关1-3，方向控制杆控制无人机前轮转弯，制动开关控制无人机刹车，速度控制旋钮控制无人机油门。控制显示器的屏幕2-1是触摸屏，控制显示器显示飞机基本参数和光电摄像头图像，控制显示器上的触摸屏虚拟按钮控制无人机机翼折叠和伸展、弹射杆收上和放下、阻拦钩收上和放下。控制显示器的触摸屏周边还设有实体按键2-2，实体按键控制无人机机翼折叠和伸展、弹射杆收上和放下、阻拦钩收上和放下。小型化数据链终端由综合处理机和综合射频单元组成，为背负式，与机载通信终端通过无线通信。

本发明的软件方面，舰面引导软件基于android操作系统，舰面引导的主要工作是舰面引导人员与无人机进行交互，是舰面的显示终端，是cdu机组人员执行舰面引导任务的人机接口。为机组人员提供机载设备状态显示、舰面态势显示、数据共享交互管理、引导规划管理、告警等信息。

舰面引导软件分三个显示区域，主体为舰面态势显示区，显示无人机在舰面上的2d/3d画面；右上为机载设备状态区，主要显示机载设备状态显示、机载设备状态管理、数据共享交互管理、告警显示区等；画面右下角显示引导规划管理。

舰面态势显示区用于提供机组人员舰面的二/三维态势显示，包括舰面全局图、舰面障碍物、其余飞行单元等。引导规划区主要实现无人机出入库规划、引导阶段的辅助决策、并显示出规划路径。

显示软件还具有设备状态/设备管理/交互管理/告警界面设计，该区域主要实现设备状态显示、设备状态管理、交互管理和告警信息查看。