技术领域
[0001] 本
发明涉及无人机测控领域，特别涉及一种无人机地面站。
背景技术
[0002] 近年来，无人机因可搭载光电吊舱等任务
载荷执行搜索、侦查和监视等任务，在航拍、测绘、电
力、消防等领域得到日趋广泛的应用。
[0003] 无人机地面站是无人机的指挥控制中心，其主要组成部分包括计算器、控制面板、显示器、数传电台、图传接收机等组成部分。目前，无人机地面站主要有车载式和便携式两种类型，车载式地面站主要面向军用无人机应用，通常结构复杂、成本高。便携式地面站主要面向警用或民用无人机应用，大多数现有便携式地面站为特定机型专用设计，配备计算机和显示终端，数传电台、图传接收机采用外置方式，使用时需要额外提供电源和现场连接
电缆，导致安装效率不高，并且通用性和集成度不高；少数便携地面站虽然将数传电台、图传接收机和计算机集成为一体，但通常不支持视频对外扩展，显示器损坏会导致图像显示功能丧失，并且不支持多用户同时监测遥测图像。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提出一种安装使用方便、通用性强、集成度高并且视频扩展性高的多功能便携式无人机地面站。
[0005] 本发明提出一种无人机地面站，所述无人机地面站包括计算机、飞控控制面板、任务载荷控制台、图传接收机、GPS接收机、飞控数传电台、任务载荷数传电台、无线路由器、电源管理模
块，其中：
[0006] 计算机分别与飞控控制面板、任务载荷控制台、图传接收机、GPS接收机、飞控数传电台、任务载荷数传电台、无线路由器和电源管理模块连接；图传接收机与无线路由器连接；电源管理模块分别与图传接收机、GPS接收机、飞控数传电台、任务载荷数传电台、无线路由器连接；
[0007] 计算机，用于采集飞控指令并传输至飞控数传电台、采集任务载荷控制指令并传输至任务载荷数传电台、接收飞控数传电台回传的飞机状态信息并显示、任务载荷数传电台回传的任务载荷状态信息并显示；
[0008] 飞控控制面板，用于生成对无人机飞行状态的飞控指令，并将所述飞控指令传输至计算机；
[0009] 任务载荷控制台，用于生成对无人机上任务载荷的任务载荷控制指令，并将所述任务载荷控制指令传输至计算机；
[0010] GPS接收机，用于提供所述无人机地面站的
位置信息；
[0011] 飞控数传电台，用于向无人机发送飞控指令，接收无人机发送的飞机状态信息；
[0012] 任务载荷数传电台，用于向无人机发送任务载荷控制指令，接收无人机发送的任务载荷状态信息；
[0013] 图传接收机，用于接收无人机回传的任务载荷图像信息，将任务载荷图像信息转换为网口视频输出和HDMI视频输出，以便对所述任务载荷图像信息进行显示；
[0014] 无线路由器，用于通过有线网络和无线网络与外部设备连接；
[0015] 电源管理模块，用于对对计算机、GPS接收机、飞控数传电台、任务载荷数传电台、图传接收机、无线路由器供电。
[0016] 可选的，所述无人机地面站还包括网口、HDMI输入口、HDMI输出口、至少一个USB扩展口、视频存储
接口、音频口、
键盘，其中：
[0017] 网口，用于将无人机地面站与外部设备连接；
[0018] HDMI输入口，用于接收外部视频源；
[0019] HDMI输出口，用于输出任务载荷图像信息；
[0020] USB扩展口，用于提供与外部设备的连接接口；
[0021] 视频存储接口，用于与外部存储设备连接；
[0022] 音频口，用于与外部音频播放设备连接；
[0023] 键盘，用于采集操作
信号，向计算机输入所述操作信号。
[0024] 可选的，所述无人机地面站还包括HDMI分屏器，其中：
[0025] 图传接收机与所述HDMI分屏器连接，图传接收机与无线路由器连接，图传接收机通过视频存储接口与外部存储设备连接；
[0026] 图传接收机将网口视频输出至无线路由器，将HDMI视频输出至HDMI分屏器。
[0027] 可选的，所述无人机地面站还包括主显示器和扩展显示器，其中：
[0028] 主显示器，与HDMI分屏器相连，用于显示无人机飞行状态信息、任务载荷状态信息和任务载荷图像信息，并且接收外部视频源；
[0029] 扩展显示器，与计算机相连，用于显示无人机飞行状态信息、任务载荷状态信息。
[0030] 可选的，所述无人机地面站还包括GPS天线1、GPS天线2，其中：
[0031] GPS天线1、GPS天线2分别与GPS接收机连接；
[0032] GPS天线1、GPS天线2用于接收GPS信号。
[0033] 可选的，所述无人机地面站还包括飞控数传天线、任务载荷数传天线、图传天线，其中：
[0034] 飞控数传天线与飞控数传电台连接，用于发送飞控指令和接收飞机状态信息；
[0035] 任务载荷数传天线与任务载荷数传电台连接，用于发送任务载荷控制指令和接收任务载荷状态信息；
[0036] 图传天线与图传接收机连接，用于接收任务载荷图像信息。
[0037] 可选的，HDMI分屏器还用于将图传接收机输出的HDMI视频分为第一路HDMI视频和第二路HDMI视频，将第一路HDMI视频发送至主显示器显示，将第二路HDMI视频发送至HDMI输出口。
[0038] 可选的，所述无人机地面站还包括WIFI天线1、WIFI天线2，其中：
[0039] WIFI天线1、WIFI天线2分别与无线路由器连接，用于接收和发送WIFI信号。
[0040] 可选的，所述无人机地面站还包括
电池，其中：
[0041] 电池与电源管理模块连接，用于在无人机地面站的外部电源切断时，为无人机地面站提供电源。
[0042] 可选的，计算机与GPS接收机、任务载荷数传电台、飞控数传电台通过串口连接。
[0043] 有益效果：
[0044] 便携式地面站集成飞控数传电台、任务载荷数传电台和图传接收机，能够同时实现飞控双向数据传输、任务载荷双向数据传输和任务载荷图像传输，其中飞控数传电台和任务载荷数传电台为两套独立的通信系统，保证了飞控数据传输的独立性和安全性，并且降低了对数传电台的传输速率要求，从而使其传输距离和可靠性得到提升；
[0045] 便携式地面站设置两个显示器，可更为全面地显示任务载荷图像、无人机状态信息、无人机飞行航路信息等，提升
可视化水平，方便工作人员决策和操作；
[0046] 便携式地面站图像扩展方式丰富、存储方便，任务载荷图像可以通过HDMI输出口、网口和WIFI三种方式对外扩展，便于外接显示器或计算机，支持多用户同时监测任务载荷图像的应用场景；
[0047] 便携式地面站具备多种
人机交互方式和丰富的外部接口，包括：键盘、
鼠标、
触摸板、摇杆、按键、
开关、网口、USB口等，增强了人机交互水平，并且方便与外部设备进行数据交换；
[0048] 便携式地面站按照功能划分采用模块化设计，图传、飞控数传、任务载荷数传、GPS接收机均采用独立的供电和控制，避免某一功能模块发生故障时影响其他模块正常工作。
附图说明
[0049] 图1为本发明提供的无人机地面站的原理示意图。
具体实施方式
[0050] 下面参考附图1并结合具体实施方式对本发明的技术方案进行详细说明。
[0051] 本实施方式提供了一种基于以太网视频扩展的多功能便携式无人机地面站，包括计算机、飞控控制面板、任务载荷控制台、主显示器、扩展显示器、GPS接收机、GPS天线1、GPS天线2、飞控数传电台、飞控数传天线、任务载荷数传电台、任务载荷数传天线、图传接收机、图传天线、HDMI分屏器、无线路由器、WIFI天线1、WIFI天线2、网口、HDMI输入口、HDMI输出口、USB扩展口1、USB扩展口2、视频存储口、音频口、键盘、电源管理模块、电池等组成部分，其中，
[0052] 计算机为工业级计算机，内部集成Intel酷睿i5处理器、内存、显卡、声卡等，配备Windos7
操作系统，具备显示器、网口、USB扩展口、音频口、键盘等外部接口，与GPS接收机、任务载荷数传电台、飞控数传电台通过RS232串口连接，通过网线与无线路由器连接，计算机中运行飞控
软件和任务载荷控制软件，完成飞控指令和任务载荷控制指令的采集和上传、无人机回传任务载荷图像信息和任务载荷状态信息实时图形化显示、任务航点加载和航路规划显示等功能。
[0053] 飞控控制面板布置按键和拨动开关、用于生成对无人机飞行状态的飞控指令，传输给计算机采集。
[0054] 任务载荷控制台上布置按键、拨动开关和摇杆，用于生成对无人机上任务载荷的任务载荷控制指令，传输给计算机采集。
[0055] 主显示器为高亮显示屏，尺寸为21.5寸，
分辨率为1280×1080，与计算机和HDMI分屏器输出端相连，可用于显示无人机飞行状态信息、任务载荷状态信息和任务载荷图像信息，主显示器还可与外部HDMI视频源连接，其输入视频源可切换；
[0056] 扩展显示器为高亮显示屏，尺寸为8.4寸，分辨率为1280×720，与计算机相连，用于显示无人机飞行状态信息、任务载荷状态信息；
[0057] GPS接收机为差分GPS模块，提供便携式地面站的经度、纬度和高度等信息，为无人机提供
定位基准信号；
[0058] GPS天线1、GPS天线2为支持三星七频的高
精度螺旋GPS天线，用于接收GPS信号；
[0059] 飞控数传电台通过RS232串口与计算机连接，传输距离约为50Km，发送地面站GPS信息和
俯仰、航向、
偏航、返航等上行遥控数据，并接收无人机差分GPS信息和速度、航姿、
陀螺仪、
加速度计等下行飞行状态信息；
[0060] 飞控数传天线为840MHz全向玻璃
钢天线，通过外接天线
馈线与飞控数传电台连接，用于发送飞控指令和接收飞行状态信息；
[0061] 任务载荷数传电台通过RS232串口与计算机相连，传输距离约为50Km，发送水平位移、俯仰位移、焦距调整、模式选择等任务载荷控制指令，并接收水平
角度、俯仰角度、焦距、工作状态等任务载荷状态信息；
[0062] 任务载荷数传天线为400MHz全向玻璃钢天线，通过外接天线馈线与任务载荷数传电台连接，用于发送任务载荷控制指令和接收任务载荷状态信息；
[0063] 图传接收机用于接收无人机回传的任务载荷图像信息，对图传天线接收到的信号进行
带通滤波、放大、COFDM解调和H.264解码后，将
视频信号同时转换为网口和HDMI两种视频输出，网口视频接入无线路由器，HDMI接口视频接入HDMI分屏器，同时图传接收机将视频码流以USB协议输出至视频存储接口。
[0064] 图传天线为295MHz全向玻璃钢天线，通过外接天线馈线与图传接收机连接，用于接收任务载荷图像信息；
[0065] HDMI分屏器为一分二分屏器，将图传接收机HDMI视频输出分为两路，一路输入主显示器进行显示，另一路通过HDMI输出口输出；
[0066] 无线路由器通过网线与计算机和图传接收机连接，支持在计算机中使用视频播放软件播放任务载荷图像信息，并且可以通过网口和WIFI两种方式与外部接入以太网的设备连接，便于外部设备通过有线或者无线方式
访问任务载荷图像信息；
[0067] WIFI天线1、WIFI天线2为2.4GHz全向
胶棒天线，用于无线路由器接收和发送WIFI信号；
[0068] 网口为便携式地面站提供以太网接口，支持便携式地面站通过以太网与外部设备连接；
[0069] HDMI输入口提供外部视频源输入，可将外部HDMI视频源在主显示器显示；
[0070] HDMI输出口提供对外扩展接口，便于在外接显示器上对任务载荷图像信息进行扩展显示；
[0071] USB扩展口1、USB扩展口2提供与外部设备的连接接口，可用于便携式地面站与外部USB存储设备、操作
手柄、键盘、鼠标进行连接；
[0072] 视频存储口用于外接USB存储设备实现对任务载荷图像信息的自动记录和存储；
[0073] 音频口用于便携式地面站外接音频播放设备，实现飞机状态信息的实时语音播报；
[0074] 键盘与计算机之间通过蓝牙连接，带触摸板，提供人机交互接口；
[0075] 电源管理模块提供不间断供电，将外部供电输入稳压后给地面站使用，同时对内置电池进行充电，当外部供电被切断时切换到电池供电。电源管理模块还为计算机、GPS接收机、数传电台、图传接收机、无线路由器供电；
[0076] 电池为4S可充电锂电池，用于在户外或者在外部供电切断时为便携式地面站提供电源；
[0077] 本发明内部功能完备、集成化程度高、显示和扩展方式丰富、安装使用方便，并且将飞控和任务载荷分开控制，保障了飞控指令和飞机状态信息的安全性。
[0078] 以上结合具体实施方式描述了本发明的技术原理，以上所述仅为本发明的优选
实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的构思和原则之内，所作的任何
修改、等效替换和改进，或直接/间接运用在其他相关技术领域均应包含在本发明的保护范围之内。
