[发明专利]一种水面无人飞船的半自动无线控制方法及装置

说明书

本发明公开了一种水面无人飞船的半自动无线控制方法及装置，包括：触控终端和水面无人飞船，设有两种工作模式：无人机模式下，通过触控终端可以手动控制或半自动控制水面无人飞船在空中飞行；无人船模式下，通过触控终端可以手动控制或半自动控制水面无人飞船在水面航行；通过触控终端对工作模式进行灵活切换。在触控终端上设计有不同灵敏度转换区的控制区域，同时可以根据使用者的熟练程度设置不同的灵敏度调节系数来实现水面无人飞船的操控性调节，具有人性化和灵活性。本装置采用1GHz以下ISM频段的无线通信技术方案，满足了空中和水面两种应用场景的通信需求，节省成本的同时还能在工作环境不佳的情况下提供较为可靠的远距离通信。

技术领域

本发明涉及无人机器的无线技术领域，具体涉及一种水面无人飞船的半自动无线控制方法及装置。

背景技术

无人飞行器和无人船作为浅水水域的探测工具一直有着重巨大的需求。一方面，在对一些地理位置比较特殊的水域进行探测时传统的探测手段的使用比较受限。例如，对地震堰塞湖进行探测时，人工现场作业安全性低，飞机主要获取的是航拍信息，无人船和浮标不一定能及时运达现场，遥感卫星的数据易受震后当地天气的影响，所以，一定程度上来说，这些探测方法都不能及时地获取地震堰塞湖的水深等基本数据，进而对于震后工作的开展造成一定的不利影响，若有水面和空中两用无人飞行器帮助，则能在一定控制距离内获取诸如地震堰塞湖的水深等基本数据。然而，现有技术中有关水面和空中两用无人飞行器的控制方法的研究极少。

另一方面，现有无人飞行器的控制信号工作频段多在2.4GHz或5.8GHz，2.4GHz或5.8GHz频段控制的无人飞行器一般需要应用场地周围环境比较空旷，其应用多为高空航拍，或追求机动性的近距离飞行，而在有较多的树木或灌木丛等障碍物的水域周围采用2.4GHz或5.8GHz频段的无线信号对无人飞行器进行远距离控制时，通信失联的风险会较高。由于无人飞行器的自动避障功能有限，使得无人飞行器在自动飞行过程中因为碰到障碍物而坠毁的可能性比较高，所以，无人飞行器在水域周围环境复杂时脱离控制进行自动飞行缺乏一定的安全性。同时，研究表明，近水面的无线通信在传输距离等其他条件相同的情况下，信号频率越高损耗也越大，如果对无人船采用2.4GHz或5.8GHz频段信号进行控制，也会出现与上述情况类似的问题。因此，要实现对水面和空中两用无人飞行器水面航行或者空中飞行时能灵活控制，同时还要兼顾空中和水面的较远通信距离是本领域技术人员需要改善的问题，然而，现有技术中关于这方面的研究也同样比较少。

另外，在现有技术中，对于无人飞行器的控制器，大多数无人飞行器的控制装置为机械摇杆控制器，这类控制器可拓展的功能比较受限，也不具有可视化功能；而对于“机械摇杆+显示屏”类的控制器，其组装结构较为复杂，整体比较厚重，成本较高。

专利“一种无人机远程可视触摸屏控制系统”(申请号：201320709798.8)，提出一种采用3G/4G网络来代替传统的无线电控制设备，同时采用了触摸屏作为控制显示的技术方案，这种方法一定程度实现了无人机的远程控制，比传统的2.4GHz或5.8GHz频段控制信号具有更远的通信距离，也简化了控制装置的复杂度。但是，这种控制技术方案的无人机应用场景比较有限，比如对于没有3G/4G网络的地区将无法使用，或者无人机从3G/4G网络信号良好的地区飞入3G/4G网络未覆盖或者信号较弱的地区，无人机通信失联的风险会很高。例如，高原内陆湖泊地处无人区，自然、地理条件恶劣，交通不便，3G/4G网络信号差；在上文中提到的地震堰塞湖周围3G/4G网络信号同样可能会比较差，采用这种控制技术方案的无人机在这些应用场景中将比较受限。

综上，针对探测地理位置特殊的水域这种应用场景，研究水面和空中两用无人飞行器的控制方法具有重要的意义。同时，降低无人飞行器控制器的成本和架构复杂度，同时要实现控制器功能的可拓展性成为本技术领域人员目前需要改善的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的上述缺陷，提供一种水面无人飞船的半自动无线控制方法及装置。

本发明的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到：