[发明专利]一种基于5G和视觉定位的无人机飞行控制系统

说明书

本发明提出了一种基于5G和视觉定位的无人机飞行控制系统，涉及无人机技术领域。该系统包括：云服务器接收地面控制站发送的起飞指令和航线数据，并经由5G网关透传至飞控模块。飞控模块根据起飞指令和航线数据控制TOF传感器和GPS模块工作。TOF传感器测量飞行高度，将飞行高度传输至飞控模块。GPS模块实时获取飞行信息，将飞行信息传输至飞控模块。当GPS模块检测到无人机到达航线终点时，5G网关启动TOF传感器和摄像头，获取终点标识。飞控模块根据终点标识，利用TOF传感器获取的飞行高度和摄像头获取的视觉图像信息，通过视觉定位技术和PID算法，精确引导无人机降落在指定位置，实现了无人机自动降落的目的。

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体而言，涉及一种基于5G和视觉定位的无人机飞行控制系统。

背景技术

目前，无人机的飞行过程中的导航控制基本都靠GPS进行导航，并通过安装在飞机上的数传模块与地面控制站或者控制中心的信息交互。通常在地面站把航线生成完了以后，通过数传天线将航线下发到无人机的飞控导航系统中，然后下发起飞命令，无人机起飞，按照事先规划的航线飞行，由无人机上安装的GPS模块进行航线定位和航线修正。无人机上的图像信号，经过无人机上的图传模块进行下传，地面站接收无人机通过数传模块发送的无人机状态消息，接收无人机通过图传模块下发的图像信号。地面站如果有什么指令要发送给无人机，通过数传模块发送给无人机。无人机完成航线飞行后，会回到起降点，准备降落。降落过程中，为了精确降落和保证安全，一般会有飞手通过遥控器操作，让飞机降落到指定位置。

由于GPS精度有限，虽然在野外视野良好的情况下GPS或者RTK的精度能够达到2米以内，但在城市里面因高楼影响下，在无人机下降过程中精度会大大下降，而造成无人机很难降落在指定10到16平方米的范围内的中心区域。因城市中无人机的降落场比较难找，范围也不可能很大，GPS的导航精度大大的限制了无人机在城市中的使用，也就无法实现在无飞手干涉的情况下进行自动起降和异地起降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于5G和视觉定位的无人机飞行控制系统，用以改善现有技术中由于GPS的导航精度而导致无人机无法进行自动起降和异地起降的问题。

本发明的实施例是这样实现的：

本申请实施例提供一种基于5G和视觉定位的无人机飞行控制系统，其包括无人机、云服务器、5G网关和地面控制站，无人机包括飞控模块、5G模块和GPS模块，无人机上设置有TOF传感器和摄像头，5G模块、GPS模块、摄像头和TOF传感器分别与飞控模块连接，5G模块经由5G网关与云服务器通信连接，云服务器与地面控制站连接；

地面控制站用于发送起飞指令和航线数据至云服务器；

云服务器用于接收起飞指令和航线数据，并将起飞指令和航线数据经由5G网关透传至飞控模块；

飞控模块用于根据起飞指令和航线数据控制TOF传感器和GPS模块进入工作状态；

TOF传感器用于测量无人机的飞行高度，并将飞行高度传输至飞控模块；

GPS模块用于实时获取无人机的飞行信息，并将飞行信息传输至飞控模块，飞行信息包括位置信息、高度信息和地速信息；

飞控模块用于当飞行高度达到预设高度后，根据航线数据进行对无人机进行调整，以使无人机按照航线数据进行巡航；

5G网关用于当GPS模块检测到无人机到达航线终点时，启动TOF传感器和摄像头，以获取地面上的终点标识，并将终点标识经由5G模块传输至飞控模块；