一种无人机通讯链路天线随动系统的制作方法

本实用新型涉及无人机巡检监控领域，特别涉及一种无人机通讯链路天线随动系统。

背景技术：

现有的解决方案无法满足各种类型无人机的不同应用场景，对于无人机的跟随效果不够精细智能，会造成以下技术缺点：1.无模式差别，无法使用于旋翼，固定翼等差异较大的无人机；2.缺乏天线最优角度策略，无法针对不同频段和增益做出最优姿态跟随；3.无法自主搜索最佳信号位置，不够智能。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种无人机通讯链路天线随动系统，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷。

为实现上述目的，本实用新型提供以下的技术方案：一种无人机通讯链路天线随动系统，包括机载端、地面端和控制端，所述机载端包括设在无人机上的导航模块一、无人机飞控系统、机载数传链路以及数传天线一，所述导航模块一连接无人机飞控系统，所述无人机飞控系统连接机载数传链路，所述机载数传链路连接数传天线一；

所述控制端包括数传天线二、地面数传链路和地面控制系统，所述数传天线二连接地面数传链路，所述地面数传链路连接地面控制系统；

所述地面端包括跟随系统控制器、两轴电机及执行机构、姿态检测器和定位模块二，所述跟随系统控制器连接两轴电机及执行机构、姿态检测器和定位模块二，所述两轴电机及执行机构包括竖直电机驱动模块及其电性驱动连接的舵机和水平无刷电机驱动模块及其电性驱动连接的无刷直流电机；

所述数传天线一无线连接所述数传天线二，所述地面控制系统通过串行通信总线连接跟随系统控制器，所述两轴电机及执行机构连接数传天线二。

优选的，所述数传天线二安装在三脚架上。

优选的，所述机载端还包括设在无人机上的任务载荷、机载图传链路和图传天线一，所述任务载荷连接机载图传链路，所述机载图传链路连接图传天线一。

优选的，所述任务载荷为相机、热成像设备。

优选的，所述控制端还包括图传天线二和地面图传链路，所述图传天线二连接地面图传链路，所述地面图传链路连接所述地面控制系统，地面图传链路还连接有显示屏，图传天线二与两轴电机及执行机构连接，，图传天线二还无线连接图传天线一。

采用以上技术方案的有益效果是：1.系统装置便携小巧，可快速展开作业，特别适合户外搭建，通过串口通信方式，可桥接现有的数传系统，获取无人机实时方位；2.水平轴采用无刷直流电机，全向转动，具有较高的控制精度；竖向轴采用高精度数值舵机，在异常电磁环境或断电等情况下，可保持天线的稳定；3.支持PC上位机控制，也可通过按钮快速实现模式切换；4.精细化跟随的控制策略，从无人机系统获取最大实时信息，并最终获取最佳的图像视频、控制链路效果；5.辅助地面控制端相机的跟拍，现场实时记录作业无人机的飞行状况；6.该系统硬件经拓展，可作为RTK实时差分导航基准站，使飞行器导航更精准，飞行更稳定。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图。

图2是本实用新型地面端的结构框图

其中，11-导航模块一，12-无人机飞控系统，13-机载数传链路，14-数传天线一，15-任务载荷，16-机载图传链路，17-图传天线一，21-跟随系统控制器，22-姿态检测器，23-导航模块二，24-竖直电机驱动模块，25-舵机，26-水平无刷电机驱动模块，27-无刷直流电机，31-数传天线二，32-地面数传链路，33-地面控制系统，34-图传天线二，35-地面图传链路，36-显示屏。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型无人机通讯链路天线随动系统的优选的实施方式。

图1-图2出示本实用新型无人机通讯链路天线随动系统的具体实施方式：一种无人机通讯链路天线随动系统，包括机载端、地面端和控制端，所述机载端包括设在无人机上的导航模块一11、无人机飞控系统12、机载数传链路13以及数传天线一14，所述导航模块一11连接无人机飞控系统12，所述无人机飞控系统12连接机载数传链路13，所述机载数传链路13连接数传天线一14；

所述控制端包括数传天线二31、地面数传链路32和地面控制系统33，所述数传天线二31连接地面数传链路32，所述地面数传链路32连接地面控制系统33；

所述地面端包括跟随系统控制器21、两轴电机及执行机构、姿态检测器22和定位模块二23，所述跟随系统控制器21连接两轴电机及执行机构、姿态检测器22和定位模块二23，所述两轴电机及执行机构包括竖直电机驱动模块24及其电性驱动连接的舵机25和水平无刷电机驱动模块26及其电性驱动连接的无刷直流电机27；

所述数传天线一14无线连接所述数传天线二31，所述地面控制系统33通过串行通信总线连接跟随系统控制器21，地面控制系统33为PC上位机，地面控制系统33和跟随系统控制器21上均有串行通信接口，所述两轴电机及执行机构连接数传天线二31。

在本实施例中，所述数传天线二31安装在三脚架上。

在本实施例中，所述机载端还包括设在无人机上的任务载荷15、机载图传链路16和图传天线一17，所述任务载荷15连接机载图传链路16，所述机载图传链路16连接图传天线一17。

在本实施例中，所述任务载荷15为相机、热成像设备。

在本实施例中，所述控制端还包括图传天线二34和地面图传链路35，所述图传天线二34连接地面图传链路35，所述地面图传链路35连接所述地面控制系统33，地面图传链路35还连接有显示屏36，图传天线二34与两轴电机及执行机构连接，图传天线二34还无线连接图传天线一17。

本实用新型中：1、跟随系统控制器21采用嵌入式微控制器核心，采集天线三脚架的定位信息(经纬坐标、海拔高度等)，通过串口连接地面站的PC上位机(地面跟随系统33)，并读取数传数据中的飞机导航信息，结合姿态检测器22传来的各类天线的姿态数据，融合数据并控制电机。

2、天线的竖向自由度采用舵机25控制，驱动电路通过PWM信号控制舵机25转动；该方式不仅能满足所需角度，也能保证天线安装后不会抖动。

3、天线水平方向自由度采用无刷直流电机27，驱动电路产生spwm波控制电机360度转动。

4、地面上的设备包括：三脚架、地面控制系统33、跟随部件(各种天线)。

5、可通过上位机软件实现控制，开放接口，可自行设置跟随模式和应用场景，适用于多旋翼无人机以及固定翼无人机。

系统可根据当前天线的指向角度，以及无人机的高度，航向等信息，综合输出电机的控制信号，根据飞行器数传信号的强弱，自主搜索最佳信号位置，保证精细化跟随的控制策略，从无人机系统获取最大实时信息。

基于上述，本实用新型结构无人机通讯链路天线随动系统与现有技术相比有益效果为：1.系统装置便携小巧，可快速展开作业，特别适合户外搭建，通过串口通信方式，可桥接现有的数传系统，获取无人机实时方位；2.水平轴采用无刷直流电机27，全向转动，具有较高的控制精度；竖向轴采用高精度数值舵机25，在异常电磁环境或断电等情况下，可保持天线的稳定；3.支持PC上位机控制，也可通过按钮快速实现模式切换；4.精细化跟随的控制策略，从无人机系统获取最大实时信息，并最终获取最佳的图像视频、控制链路效果；5.辅助地面控制端相机的跟拍，现场实时记录作业无人机的飞行状况；6.该系统硬件经拓展，可作为RTK实时差分导航基准站，使飞行器导航更精准，飞行更稳定。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。