一种基于频段优化的无人机图像传输系统及其控制方法与流程

本发明涉及无人机，具体是一种基于频段优化的无人机图像传输系统及其控制方法。

背景技术：

1、无人机图像传输系统和无人机的控制相互协同，在无人机的遥感测绘应用中，实现无人机的调整。人机组网通信是集群网络的信息传输“神经网络”，是集群网络“大脑”和“感知官器”，“大脑”和各网络“运动器官”之间信息沟通桥梁，自组网路由协议是保障“大脑”和“感知器官”和“运动器官”信息路网通畅的协调官、指挥官。目前用于无人机组网通信链路主要有4g通信组网链路和时分多址方式，这两种组网方式基本不涉及到多跳问题，对路由协议的需求不高，因此不算真正意义上的自组网。

2、当适用于大规模复杂的网络，能简化网络拓扑结构且易于扩展，簇头的选取、组件和维护都需要花费一定的开销。通过对上述路由建立过程分析，路由维护需要消耗大量网络开销以维护全网路由表，随着网络容量增加，节点数量增多，路由表维护需要大量占用网络资源直至网络完全中断；对于不需要路由表维护的路由协议，其信息转发延时较高，网络收敛时间长甚至出现发散问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于频段优化的无人机图像传输系统及其控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、本发明的技术方案是：一种基于频段优化的无人机图像传输系统，包括：地面雷达、固定翼无人机和伞翼定位装置，固定翼无人机搭载遥感平台和发射平台，所述发射平台发射若干伞翼定位装置，伞翼定位装置内设置有定位发射器，所述伞翼定位装置设置有视频装置；

3、以固定翼无人机为空中平台，其遥感平台设置有遥感传感器，通过接收伞翼定位装置的拍摄图像信息和定位信息，用计算机对图像信息进行处理，并按照一定精度要求制作成图像；

4、固定翼无人机接收伞翼定位装置拍摄的信息，通过无人机传输至地面雷达接收，地面雷达接收信息后，通过远程控制伞翼定位装置的定点位置；

5、所述无人机分别与所述地面雷达和所述伞翼定位装置数据连接，所述伞翼定位装置将拍摄的伞体前端视频数据、图像信息通过所述无人机回传至所述地面雷达，所述地面雷达接收所述伞翼定位装置回传的视频数据、图像信息，通过摇杆、按钮，由操作人员控制伞体的飞行姿态，并将控制指令通过所述无人机发送给所述伞翼定位装置，所述无人机获取目标区域大面积的扫描成像数据，并回传至所述地面雷达，所述地面雷达向所述无人机发送如下指令：对目标进行可见光、红外视频的连续监视，所述无人机根据指令获取视频拍照数据，并将其回传至所述地面雷达；所述伞翼定位装置包括拍照摄像机、高速数据链路和飞行控制系统，所述弹载摄像头用于拍摄伞体前端图像信息，所述高速数据链路用于将所述弹载摄像头获取的视频数据、图像回传至所述无人机，还用于接收所述地面雷达发送的遥控指令，所述飞行控制系统用于结合所述遥控指令以及伞体自身的飞行制律，控制伞体飞向目标点；

6、所述固定翼无人机包括图像接收装置、sar雷达、对地高速数传天线，所述sar雷达用于获取目标区域大面积的扫描成像数据，所述对地高速数传天线分别用于所述无人机与所述地面雷达、所述无人机与所述伞翼定位装置之间的数据传输。

7、所述地面雷达包括显示装置、地面遥控操作系统和高增益指向阵列天线，高增益指向阵列天线用于接收所述无人机和伞翼定位装置下传的遥测数据和图像视频数据，所述显示系统用于在屏幕上直观的显示所述无人机和伞翼定位装置下传的遥测数据和图像视频数据，所述地面遥控操作系统用于通过摇杆、按钮，结合所述无人机和伞翼定位装置回传的数据，由操作人员控制所述无人机对目标进行监视，以及控制所述伞翼定位装置的飞行姿态，使其精确命达到目标地点，并利于无人机图像传输。

8、另外，本发明还混频器，无人机能够接收高频和低频，当接收到高频时能够实现利用自带振荡进行混合，两者叠加后获得衍生型号；当接收到低频信号时能够实现利用自带振荡进行混合，两者叠加后获得衍生型号；所述高频为6.0到6.5 ghz，所述低频为600至1000mhz，从而实现最大程度的防止信号丢失和干扰；

9、还提供一种基于频段优化的无人机图像传输系统的控制方法，所述若干伞翼定位装置之间设置有路由，通过无人机图像传输计算各个伞翼定位装置之间的相对位置，从而调整伞翼定位装置的飞行路径；其路由控制设置为：

10、s1、将伞翼定位装置网络分为若干个子群网络，将每个子群网络的伞翼定位装置路由分为子群网络域内路由和集群网络跨域路由；

11、 s2、每个子群网络包括1个子群中心节点、1-2个子群网关节点和若干个子群普通节点；

12、 s3、通过集群网络路由建立算法计算子群网络域内路由和集群网络跨域路由的路径，所述集群网络路由建立算法包括子群网络域内路由算法和集群网络跨域路由算法；

13、 s4、判断伞翼定位装置路由是否为子群网络域内路由，是则基于子群网络域内路由算法规划子群网络域内路由路径，否，则进入步骤s5；

14、s5、基于集群网络跨域路由算法规划集群网络跨域路由路径；

15、所述子群网络域内路由算法包括以下步骤：

16、 s31. 在子群网络的领域内，路由参数包括三个矩阵：子群网络的链路质量矩阵、链路业务承载能力矩阵以及链路发射功率矩阵；

17、s32. 通过将单个子群节点的链路质量矩阵与链路质量传输阈值矩阵相结合，能够确定该节点的链路稳定传输矩阵；

18、s34. 对链路稳定传输矩阵进行归一化处理，从而得到链路传输状态矩阵；

19、s35. 通过结合单个子群节点的业务承载矩阵和业务承载阈值矩阵，能够确定该节点的业务稳定传输矩阵；

20、s36. 对业务稳定传输矩阵进行归一化处理，得到业务承载状态矩阵；

21、s37. 结合链路传输状态矩阵和业务承载状态矩阵，能够构建一个数学模型，用以描述两个节点间数据稳定传输的可能性；

22、s38. 在满足该数学模型的限制条件下，寻找最优的数据传输路径。

23、本发明通过改进在此提供一种植草拼花无人机，与现有技术相比，具有如下改进及优点：

24、其一：本发明通过设置无人机中间载体的形式，降低了生产成本，减轻的无人机的重量同时也增加了无人机的续航。

25、其二：本发明设置的优化频段区别于现有的2.4和5.8频段，减少是应用干扰，通过其算法获得最优路径，从而增加了无人机安全性能。

技术特征：

1.一种基于频段优化的无人机图像传输系统，其特征在于，包括：地面雷达、固定翼无人机和伞翼定位装置，固定翼无人机搭载遥感平台和发射平台，所述发射平台发射若干伞翼定位装置，伞翼定位装置内设置有定位发射器，所述伞翼定位装置设置有视频装置；

2.根据权利要求1所述的基于频段优化的无人机图像传输系统，其特征在于，所述地面雷达包括显示装置、地面遥控操作系统和高增益指向阵列天线，高增益指向阵列天线用于接收所述无人机和伞翼定位装置下传的遥测数据和图像视频数据，所述显示系统用于在屏幕上直观的显示所述无人机和伞翼定位装置下传的遥测数据和图像视频数据，所述地面遥控操作系统用于通过摇杆、按钮，结合所述无人机和伞翼定位装置回传的数据，由操作人员控制所述无人机对目标进行监视，以及控制所述伞翼定位装置的飞行姿态，使其精确命达到目标地点，并利于无人机图像传输。

3.根据权利要求1-2任一所述的基于频段优化的无人机图像传输系统的控制方法，所述若干伞翼定位装置之间设置有路由，通过无人机图像传输计算各个伞翼定位装置之间的相对位置，从而调整伞翼定位装置的飞行路径；其路由控制设置为：

技术总结
本发明公开了一种基于频段优化的无人机图像传输系统以及控制方法，涉及无人机技术领域，包括地面测控站、无人机和伞翼定位装置，所述无人机分别与所述地面测控站和所述伞翼定位装置数据连接，利用无人机作为中继传输装置，实现了地面测控站对伞体的实时遥测与控制，即本发明提供的系统，利用无人机实现了“人在回路”控制，大大降低了系统的成本，提高了应用的灵活性；由于无人机与地面测控站具备上千公里的传输能力，使用无人机作为中继装置，大大扩展了伞体的操控距离。

技术研发人员：徐天赐
受保护的技术使用者：广州地月轨道空间科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5