[发明专利]一种基于北斗差分定位的无人机跟瞄通信系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于北斗差分定位的无人机跟瞄通信系统，包括主机单元、电源系统和云台单元；主机单元分别与电源系统和云台单元相连接；主机单元包括主控模块、光纤通信单元、数传电台和RF模块，光纤通信单元通过网口与主控模块相连接，数传电台和RF模块分别通过串口与主控模块相连接；电源系统包括充电控制器、太阳能板和蓄电池，太阳能板和蓄电池分别与充电控制器相连接；云台单元包括云台系统、北斗差分定位模块和微波基站，微波基站通过网线与云台系统连接，北斗差分定位模块通过串口与云台系统连接。本发明解决无人机巡检高清视频实时回传问题，1套跟瞄系统可以实现半径20公里的信号定向区域覆盖，经济效益高。

技术领域

本发明涉及无人机巡检技术领域，具体涉及一种基于北斗差分定位的无人机跟瞄通信系统及方法。

背景技术

随着经济和技术发展，无人机飞行平台得到越来越多的应用，在无人机巡检技术领域主要是利用高分辨CCD相机系统获取遥感影像，并通过空中和地面控制系统实现影像的自动拍摄和获取，实现航迹的规划和监控、信息数据的压缩和自动传输、影像预处理等功能，可广泛应用于国家生态环境保护、航空摄影、测绘、矿产资源勘探、灾情监视、路桥施工、交通巡逻、电力巡线、治安监控、应急减灾、应急指挥、人工降雨、国防安全、国土资源勘探、城镇规划、地震调查、环境监测、森林防火、农作物估产、保护区野生动物监测、大气取样、海事侦察、边境巡视、禁毒侦察、消防侦察、生态环境保护、海洋环境监测、土地利用调查、水资源开发、农作物长势监测与估产、农业作业、自然灾害监测与评估、城市规划与市政管理、森林病虫害防护与监测、数字城市等领域。

在电网架空输电线路巡检中，无人机巡检极大的提高了巡视效率，直观、准确的反应了线路运行情况，已成为输电线路的重要巡检手段。但也面临着高清视频实时回传的通信问题。如专利（申请号为CN201410792210.9）涉及一种自主飞行四旋翼无人机路桥施工巡检系统，它包括自主飞行四旋翼无人机和处理器，自主飞行四旋翼无人机上设置有飞行控制器，飞行控制器的主体由处理器、若干无刷电机、北斗模块、数传电台、气压高度计、AHRS模块、避障传感器、图传模块、摄像机组成，处理器连接有若干无刷电机、电源、云台、北斗模块、数传电台、气压高度计、AHRS模块、避障传感器、图传模块，云台连接有摄像机，AHRS模块为飞行控制器的航向姿态参考系统，AHRS模块内设置有三轴陀螺仪、三轴加速度计和三轴磁阻计；北斗模块无线连接有卫星导航系统。该专利定位精度有待提高，并且回传的视频清晰度不够。

目前行业主要采用录像回来分析或在有无线运营商网络的地方采用无线公网的通信传输方案（视频画质不高，延时较大，且输电线路大多分布在地广人稀的地方，存在无线网络信号不稳定的问题）。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供一种基于北斗差分定位的无人机跟瞄通信系统及方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种基于北斗差分定位的无人机跟瞄通信系统，包括主机单元、电源系统和云台单元；所述主机单元分别与所述电源系统和所述云台单元相连接；所述主机单元包括主控模块、光纤通信单元、数传电台和RF模块，光纤通信单元通过网口与主控模块相连接，数传电台和RF模块分别通过串口与主控模块相连接；所述电源系统包括充电控制器、太阳能板和蓄电池，太阳能板和蓄电池分别与充电控制器相连接；所述云台单元包括云台系统、北斗差分定位模块和微波基站，微波基站通过网线与云台系统连接，北斗差分定位模块通过串口与云台系统连接。

所述主机单元还包括5G通信单元，5G通信单元通过USB 接口与主控模块连接。

一种基于北斗差分定位的无人机跟瞄通信方法，包括以下具体步骤：

步骤一：建立跟瞄系统工作坐标系；

步骤二：基于北斗差分定位原理，计算云台单元精确位置坐标，再由主控模块计算出云台单元地理位置信息到工作坐标系的转换矩阵；

步骤三：将无人机实时地理位置信息转换为跟瞄系统工作坐标系中的工作坐标信息；