一种车载无人机航母系统的制作方法

1.本发明属于车载通信指挥领域，具体涉及一种车载无人机航母系统。


背景技术：

2.随着无人机技术的发展，无人机依靠它与生俱来的优势，已经在社会各行各业中发挥了其独特的优势，例如自然灾害搜救、农业植保、林地防火、测绘、电力巡检等。
3.现有的无人机航母技术中无人机必须与氦气球相连接，无法实现在广域范围内飞行及侦查的功能，所配置的地面站也无法在危险环境中使用，本质上只是在安全环境下固定使用的一套无人机系统，功能单一且环境适应性差。


技术实现要素：

4.针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种车载无人机航母系统，以解决现有技术中的无人机无法在广域范围内飞行及侦查，地面站无法在危险环境中使用的问题。
5.为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
6.本发明的一种车载无人机航母系统，其应用于车辆中，包括：第一无人机平台、第二无人机平台、设备机柜及音视频系统；其中，
7.第一无人机平台包括：第一无人机、升降平台及第一升降支架；所述第一升降支架安装于车辆车厢尾部中储物抽屉柜顶部的中间位置，其上安装有升降平台，升降平台上放置第一无人机；第一升降支架处于收缩状态时，第一无人机、升降平台及第一升降支架均处于车厢内部；第一升降支架完全伸展后，升降平台伸出车厢顶部设有的开口，使第一无人机置于空中；
8.第二无人机平台的数量为两组，分别位于车辆车厢的两侧，每一组均包括：无人机舱、第二无人机、第二升降支架、伸缩滑动轨道、滑动平台；
9.所述无人机舱为车辆车厢的前部空间，用于容纳第二无人机、第二升降支架、伸缩滑动轨道、滑动平台；所述伸缩滑动轨道固定安装于车辆车厢内部，其上固定安装有第二升降支架，第二升降支架上固定安装有滑动平台，滑动平台上放置第二无人机；伸缩滑动轨道和第二升降支架处于收缩状态时，第二无人机、第二升降支架、伸缩滑动轨道、滑动平台均处于车厢内部；伸缩滑动轨道伸展出车厢后，第二升降支架伸展，使得滑动平台升至车厢顶部；
10.所述设备机柜固定安装于车辆车厢中，位于车厢的前部，其内设置有：第一升降支架控制器、第二升降支架控制器及伸缩滑动轨道控制器；所述第一升降支架控制器与第一升降支架电气连接，所述第二升降支架控制器与第二升降支架电气连接，所述伸缩滑动轨道控制器与伸缩滑动轨道电气连接，分别进行各自的控制；
11.设备机柜内还设置有：5g通信模组、rtk定位模组和服务器模组；5g通信模组，用于数据传输；rtk定位模组，用于车辆实时高精度定位；服务器模组，用于提供无人机返航引
导；
12.所述服务器模组包括：航行地图模块、远端控制模块、任务设定模块、自动/手动切换模块、实时监控模块；
13.航行地图模块，用于显示当前地区的航图，包括飞行限制区信息及障碍物信息；
14.远端控制模块，用于实现无人机充电、无人机起降、飞行轨迹、云台角度的远端实时控制；
15.任务设定模块，用于设定无人机航迹、航点、角度、巡检目标的巡飞信息，自动设定飞行巡检路线，进行计划任务安排；
16.自动/手动切换模块，用于无人机手动模式、自动模式的切换；
17.实时监控模块，用于显示车辆外部环境视频信息、当地的气象环境信息、无人机的路径信息及车辆的实时位置信息；
18.所述音视频系统，通过车辆内、外设置的摄像头采集现场环境和无人机机库的图像和声音数据；并将采集到的数据通过5g通信模组发送给指挥通信系统或指挥中心。
19.进一步地，所述车辆为第三代高机动车轮式战术车辆。
20.进一步地，所述第一升降支架和第二升降支架均为剪叉式升降机构。
21.进一步地，所述第一无人机为行业级无人机；第二无人机为小型无人机。
22.进一步地，所述车厢顶部的开口处设有平推方式开启的舱门，以防止舱门开启会触碰车厢顶部。
23.进一步地，所述升降平台的上表面设有二维码，用于第一无人机降落位置的定位；所述滑动平台的上表面设有二维码，用于第二无人机降落位置的定位。
24.进一步地，所述设备机柜内还设置有供电模组，用于对5g通信模组、rtk定位模组、服务器模组及音视频设备进行供电；其选用可充电电池组，能够通过车辆或市电进行充电。
25.进一步地，所述服务器模组具体执行如下步骤：
26.当无人机在动中通状态下起飞时，任务设定模块设定无人机需要到达的目标地点信息及航行路径，包括高度、速度、巡检时长信息；
27.当无人机返航时，航行地图模块将rtk定位模组采集的当前车辆的位置信息设定为返航地点，然后在无人机当前所处地点和返航地点之间生成一条最短路径，在航行地图中比对该最短路径是否经过航行限制区、是否存在障碍物、无人机飞行高度是否满足越过障碍物需求；如果任一条件不满足则在航行地图上进行路径修正，规避各类障碍直至生成一条能够满足条件的返航路径信息；
28.航行地图模块将上述返航路径信息发给任务设定模块，由任务设定模块发送给远端控制模块，远端控制模块发送控制指令给无人机，同时实时监控模块上显示返航的规划路径及车辆的定位地址。
29.如果出现异常时可以通过自动/手动切换模块改变无人机返航模式采取手动返航操控。
30.车辆处于行进状态，定位信息实时在改变，所以以上过程将在返航过程中不断迭代执行，无人机的返航路径是在不断进行动态修正的，因无人机飞行速度远超过车辆速度，所以在返航过程中会不断接近车辆，在最后飞到车辆上空时可以通过扫描升降平台和滑动平台上的二维码，实现末端的下降定位引导。
31.本发明的有益效果：
32.本发明充分发挥无人机车载机库的特点，移动部署，作业灵活机动，作业范围大，不受区域限制，车内远程控制，无需离车，控制起飞，无人机全自主飞行作业；车载多种供电方式，保障移动作业续航能力；数据实时回传，远程通信，车内实时监控；自动化操作，提高效率，连续作业，改善作业环境，为消防救援指挥决策作好技术支撑。
33.本发明通过采用轻型高机动轮式车辆作为改装底盘，可以满足复杂环境中使用的需求；通过配备的升降扩展平台机构，可以满足车辆行进中放飞及回收无人机的功能，通过配备的无人机场，可以实现便捷回收及充电功能；通过配置5g传输设备，可以满足进行信息的实时移动传输。
附图说明
34.图1为本发明的结构侧面透视图。
35.图2为本发明的结构俯视图。
36.图3为本发明的结构后视图。
37.图4为本发明中服务器模组的结构框图。
具体实施方式
38.为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
39.参照图1-图4所示，本发明的一种车载无人机航母系统，其应用于车辆中，包括：第一无人机平台、第二无人机平台、设备机柜6及音视频系统；其中，
40.第一无人机平台包括：第一无人机1、升降平台2及第一升降支架3；所述第一升降支架3安装于车辆车厢尾部中储物抽屉柜4顶部的中间位置，其上安装有升降平台2，升降平台2上放置第一无人机1；第一升降支架3处于收缩状态时，第一无人机1、升降平台2及第一升降支架3均处于车厢内部；第一升降支架3完全伸展后，升降平台2伸出车厢顶部设有的开口，使第一无人机1置于空中；
41.第二无人机平台的数量为两组，分别位于车辆车厢的两侧，每一组均包括：无人机舱5、第二无人机7、第二升降支架8、伸缩滑动轨道9、滑动平台10；
42.所述无人机舱5为车辆车厢的前部空间，用于容纳第二无人机7、第二升降支架8、伸缩滑动轨道9、滑动平台10；所述伸缩滑动轨道9固定安装于车辆车厢内部，其上固定安装有第二升降支架8，第二升降支架8上固定安装有滑动平台10，滑动平台10上放置第二无人机7；伸缩滑动轨道9和第二升降支架8处于收缩状态时，第二无人机7、第二升降支架8、伸缩滑动轨道9、滑动平台10均处于车厢内部；伸缩滑动轨道9伸展出车厢后，第二升降支架8伸展，使得滑动平台10升至车厢顶部；
43.所述设备机柜6固定安装于车辆车厢中，位于车厢的前部，其内设置有：第一升降支架控制器、第二升降支架控制器及伸缩滑动轨道控制器；所述第一升降支架控制器与第一升降支架电气连接，所述第二升降支架控制器与第二升降支架电气连接，所述伸缩滑动轨道控制器与伸缩滑动轨道电气连接，分别进行各自的控制；
44.设备机柜6内还设置有：5g通信模组、rtk定位模组和服务器模组；5g通信模组，用
于数据传输；rtk定位模组，用于车辆实时高精度定位；服务器模组，用于提供无人机返航引导；
45.所述服务器模组包括：航行地图模块、远端控制模块、任务设定模块、自动/手动切换模块、实时监控模块；
46.航行地图模块，用于显示当前地区的航图，包括禁飞区等飞行限制区信息及高层建筑物等障碍物信息；
47.远端控制模块，用于实现无人机充电、无人机起降、飞行轨迹、云台角度的远端实时控制；
48.任务设定模块，用于设定无人机航迹、航点、角度、巡检目标的巡飞信息，自动设定飞行巡检路线，进行计划任务安排；
49.自动/手动切换模块，用于无人机手动模式、自动模式的切换；
50.实时监控模块，用于显示车辆外部环境视频信息、当地的气象环境信息、无人机的路径信息及车辆的实时位置信息；
51.所述音视频系统，通过车辆内、外设置的摄像头采集现场环境和无人机机库的图像和声音数据；并将采集到的数据通过5g通信模组发送给指挥通信系统或指挥中心。
52.示例中，所述车辆为第三代高机动车轮式战术车辆。
53.其中，所述第一升降支架3和第二升降支架8均为剪叉式升降机构。
54.其中，所述第一无人机1为行业级无人机；第二无人机7为小型无人机。
55.其中，，所述车厢顶部的开口处设有平推方式开启的舱门，以防止舱门开启会触碰车厢顶部。
56.其中，所述升降平台2的上表面设有二维码，用于第一无人机1降落位置的定位；所述滑动平台10的上表面设有二维码，用于第二无人机7降落位置的定位。
57.其中，所述设备机柜6内还设置有供电模组，用于对5g通信模组、rtk定位模组、服务器模组及音视频设备进行供电；其选用可充电电池组，能够通过车辆或市电进行充电。
58.其中，所述服务器模组具体执行如下步骤：
59.当无人机在动中通状态下起飞时，任务设定模块设定无人机需要到达的目标地点信息及航行路径，包括高度、速度、巡检时长信息；
60.当无人机返航时，航行地图模块将rtk定位模组采集的当前车辆的位置信息设定为返航地点，然后在无人机当前所处地点和返航地点之间生成一条最短路径，在航行地图中比对该最短路径是否经过航行限制区、是否存在障碍物、无人机飞行高度是否满足越过障碍物需求；如果任一条件不满足则在航行地图上进行路径修正，规避各类障碍直至生成一条能够满足条件的返航路径信息；
61.航行地图模块将上述返航路径信息发给任务设定模块，由任务设定模块发送给远端控制模块，远端控制模块发送控制指令给无人机，同时实时监控模块上显示返航的规划路径及车辆的定位地址。
62.车辆处于行进状态，定位信息实时在改变，所以以上过程将在返航过程中不断迭代执行，无人机的返航路径是在不断进行动态修正的，因无人机飞行速度远超过车辆速度，所以在返航过程中会不断接近车辆，在最后飞到车辆上空时可以通过扫描升降平台和滑动平台上的二维码，实现末端的下降定位引导。
63.本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种车载无人机航母系统，其应用于车辆中，其特征在于，包括：第一无人机平台、第二无人机平台、设备机柜及音视频系统；其中，第一无人机平台包括：第一无人机、升降平台及第一升降支架；所述第一升降支架安装于车辆车厢尾部中储物抽屉柜顶部的中间位置，其上安装有升降平台，升降平台上放置第一无人机；第一升降支架处于收缩状态时，第一无人机、升降平台及第一升降支架均处于车厢内部；第一升降支架完全伸展后，升降平台伸出车厢顶部设有的开口，使第一无人机置于空中；第二无人机平台的数量为两组，分别位于车辆车厢的两侧，每一组均包括：无人机舱、第二无人机、第二升降支架、伸缩滑动轨道、滑动平台；所述无人机舱为车辆车厢的前部空间，用于容纳第二无人机、第二升降支架、伸缩滑动轨道、滑动平台；所述伸缩滑动轨道固定安装于车辆车厢内部，其上固定安装有第二升降支架，第二升降支架上固定安装有滑动平台，滑动平台上放置第二无人机；伸缩滑动轨道和第二升降支架处于收缩状态时，第二无人机、第二升降支架、伸缩滑动轨道、滑动平台均处于车厢内部；伸缩滑动轨道伸展出车厢后，第二升降支架伸展，使得滑动平台升至车厢顶部；所述设备机柜固定安装于车辆车厢中，位于车厢的前部，其内设置有：第一升降支架控制器、第二升降支架控制器及伸缩滑动轨道控制器；所述第一升降支架控制器与第一升降支架电气连接，所述第二升降支架控制器与第二升降支架电气连接，所述伸缩滑动轨道控制器与伸缩滑动轨道电气连接，分别进行各自的控制；设备机柜内还设置有：5g通信模组、rtk定位模组和服务器模组；5g通信模组，用于数据传输；rtk定位模组，用于车辆实时高精度定位；服务器模组，用于提供无人机返航引导；所述服务器模组包括：航行地图模块、远端控制模块、任务设定模块、自动/手动切换模块、实时监控模块；航行地图模块，用于显示当前地区的航图，包括飞行限制区信息及障碍物信息；远端控制模块，用于实现无人机充电、无人机起降、飞行轨迹、云台角度的远端实时控制；任务设定模块，用于设定无人机航迹、航点、角度、巡检目标的巡飞信息，自动设定飞行巡检路线，进行计划任务安排；自动/手动切换模块，用于无人机手动模式、自动模式的切换；实时监控模块，用于显示车辆外部环境视频信息、当地的气象环境信息、无人机的路径信息及车辆的实时位置信息；所述音视频系统，通过车辆内、外设置的摄像头采集现场环境和无人机机库的图像和声音数据；并将采集到的数据通过5g通信模组发送给指挥通信系统或指挥中心。2.根据权利要求1所述的车载无人机航母系统，其特征在于，所述车辆为第三代高机动车轮式战术车辆。3.根据权利要求1所述的车载无人机航母系统，其特征在于，所述第一升降支架和第二升降支架均为剪叉式升降机构。4.根据权利要求1所述的车载无人机航母系统，其特征在于，所述第一无人机为行业级无人机；第二无人机为小型无人机。5.根据权利要求1所述的车载无人机航母系统，其特征在于，所述车厢顶部的开口处设
有平推方式开启的舱门，以防止舱门开启会触碰车厢顶部。6.根据权利要求1所述的车载无人机航母系统，其特征在于，所述升降平台的上表面设有二维码，用于第一无人机降落位置的定位；所述滑动平台的上表面设有二维码，用于第二无人机降落位置的定位。7.根据权利要求1所述的车载无人机航母系统，其特征在于，所述设备机柜内还设置有供电模组，用于对5g通信模组、rtk定位模组、服务器模组及音视频设备进行供电；其选用可充电电池组，能够通过车辆或市电进行充电。8.根据权利要求1所述的车载无人机航母系统，其特征在于，所述服务器模组具体执行如下步骤：当无人机在动中通状态下起飞时，任务设定模块设定无人机需要到达的目标地点信息及航行路径，包括高度、速度、巡检时长信息；当无人机返航时，航行地图模块将rtk定位模组采集的当前车辆的位置信息设定为返航地点，然后在无人机当前所处地点和返航地点之间生成一条最短路径，在航行地图中比对该最短路径是否经过航行限制区、是否存在障碍物、无人机飞行高度是否满足越过障碍物需求；如果任一条件不满足则在航行地图上进行路径修正，规避各类障碍直至生成一条能够满足条件的返航路径信息；航行地图模块将上述返航路径信息发给任务设定模块，由任务设定模块发送给远端控制模块，远端控制模块发送控制指令给无人机，同时实时监控模块上显示返航的规划路径及车辆的定位地址。

技术总结
本发明公开了一种车载无人机航母系统，包括：第一无人机平台、第二无人机平台、设备机柜及音视频系统；第一无人机平台包括：第一无人机、升降平台及第一升降支架；第二无人机平台的数量为两组，分别位于车辆车厢的两侧，每一组均包括：无人机舱、第二无人机、第二升降支架、伸缩滑动轨道、滑动平台；本发明充分发挥无人机车载机库的特点，移动部署，作业灵活机动，作业范围大，不受区域限制，车内远程控制，无需离车，控制起飞，无人机全自主飞行作业；车载多种供电方式，保障移动作业续航能力；数据实时回传，远程通信，车内实时监控；自动化操作，提高效率，连续作业，改善作业环境，为消防救援指挥决策作好技术支撑。挥决策作好技术支撑。挥决策作好技术支撑。


技术研发人员：谭孝虎 季卫松
受保护的技术使用者：南京莱斯信息技术股份有限公司
技术研发日：2022.12.29
技术公布日：2023/5/4