一种基于5G通信的web端无人机控制系统及控制方法与流程

一种基于5g通信的web端无人机控制系统及控制方法
技术领域
1.本发明涉及无人机控制技术领域，具体而言，涉及一种基于5g通信的web端无人机控制系统及控制方法。


背景技术：

2.目前因无人机绝大多数采用电台方式通信的缘故，只能通过操控人员在现场通过遥控器或者集成式的地面站对无人机进行操控，以此实现对无人机的控制以及相关任务的执行。不能实现远程控制无人机，也不能远程操控无人机携带的设备(如云台)进行相应任务。不便远程人员对无人机现场飞行状况的了解。对于无人机采集的数据只能通过在无人机机载端加处理模块，或者在现场将数据采集完成后再离线进行处理，新增模块的方式会导致无人机重量以及耗电的增加，且大部分机载的模块处理能力有限；离线处理的方式又不便于对无人机采集的数据进行实时的处理。


技术实现要素：

3.本发明旨在提供一种基于5g通信的web端无人机控制系统及控制方法，以解决目前不能实现远程控制无人机的问题。
4.本发明提供的一种基于5g通信的web端无人机控制系统，包括无人机远程控制模块和5g无人机；所述5g无人机包括相连接的无人机和5g通信设备，所述无人机配备有相应的遥控设备；所述无人机远程控制模块包括相互连接的前端服务器、后端服务器和媒体服务器；所述后端服务器和媒体服务器与5g通信模块通过5g无线网络连接。
5.在一些实施例中，述后端服务器包括设备管理模块、飞行控制模块、无人机航线规划模块、无人机航拍视频数据处理模块和用户权限控制模块；所述前端服务器包括对应的设备管理界面、无人机控制界面、无人机航线规划界面、无人机航拍视频数据展示界面和用户权限管理界面。
6.在一些实施例中，所述无人机航线规划模块能够在无人机为在线状态和离线状态下进行航线规划。
7.在一些实施例中，当无人机为在线状态时，则将无人机的实时位置作为输入参数进行航线规划。
8.在一些实施例中，当无人机为离线状态时，则设置一个虚拟的无人机位置来进行航线规划。
9.在一些实施例中，通过后端服务器能够收到来自5g无人机的心跳信息判断无人机为在线状态或离线状态。
10.在一些实施例中，所述无人机控制界面上采用3d效果展示无人机飞行状态；所述无人机航线规划界面上采用3d效果展示航线规划。
11.本发明还提供一种基于5g通信的web端无人机控制方法，包括如下步骤：
12.远程操作人员通过前端服务器登录并下达控制信息；
13.后端服务器接收来自前端服务器的控制信息并按照无人机厂商提供的插件封装控制信息，将封装后的控制信息通过5g通信模块发送至无人机执行飞行任务；
14.无人机在执行飞行任务的过程中，其搭载的云台实时获取航拍视频数据，并将航拍视频数据通过5g通信模块发送至媒体服务器；
15.后端服务器调取并处理媒体服务器中的航拍视频数据后发送至前端服务器实时查看。
16.在一些实施例中，无人机成功执行飞行任务后会通过5g通信模块发送一个反馈信息给后端服务器。
17.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
18.本发明基于5g通信实现了无人机远程控制，能够实现远程操作人员在远端操控无人机，并在远端实时处理无人机采集的航拍视频数据，方便用户的体验。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
20.图1为本发明实施例中基于5g通信的web端无人机控制系统的结构示意图。
21.图2为本发明实施例中基于5g通信的web端无人机控制方法的流程图。
22.图3为本发明实施例中前端服务器和后端服务器的结构示意图。
具体实施方式
23.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
24.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.实施例
26.如图1所示，本实施例提出一种基于5g通信的web端无人机控制系统，包括无人机远程控制模块和5g无人机；所述5g无人机包括相连接的无人机和5g通信设备，所述无人机配备有相应的遥控设备；所述无人机远程控制模块包括相互连接的前端服务器、后端服务器和媒体服务器；所述后端服务器和媒体服务器与5g通信模块通过5g无线网络连接(通过tcp或udp建立连接)。
27.如图2所示，采用所述基于5g通信的web端无人机控制系统的控制方法如下：
28.(1)远程操作人员通过前端服务器登录并下达控制信息；
29.(2)后端服务器接收来自前端服务器的控制信息并按照无人机厂商提供的插件封
装控制信息，将封装后的控制信息通过5g通信模块发送至无人机执行飞行任务；
30.(3)无人机在执行飞行任务的过程中，其搭载的云台实时获取航拍视频数据，并将航拍视频数据通过5g通信模块发送至媒体服务器；
31.(4)后端服务器调取并处理媒体服务器中的航拍视频数据后发送至前端服务器实时查看。
32.由此可见，本发明基于5g通信实现了无人机远程控制，能够实现远程操作人员在远端操控无人机，并在远端实时处理无人机采集的航拍视频数据，方便用户的体验。并且通过这种方式还能够对多架无人机进行远程操控。进一步地，本发明还支持切换到现场人员操控无人机，即当通过采用遥控设备(无人机配套的遥控器、集成地面站设备)切换无人机操控权限、或远程操作人员放弃操控无人机后，遥控设备及时接管对无人机的操控。
33.如图3所示，具体地：
34.所述后端服务器包括设备管理模块、飞行控制模块、无人机航线规划模块、无人机航拍视频数据处理模块和用户权限控制模块。
35.1、设备管理模块
36.所述设备管理模块用于管理无人机、无人机搭载的云台等设备的基本信息、如编号、型号等相关参数，作为飞行控制和航线规划时部分参数的输入，用户可以对这些设备信息进行新增、修改以及查看。
37.2、飞行控制模块
38.所述飞行控制模块包括无人机以及无人机挂载设备(如云台)的控制，对两者的控制逻辑相似：(1)接收来自前端服务器的控制信息；(2)按照无人机厂商提供的插件封装控制信息(将控制信息封装为udp信息发送给无人机厂商提供的插件进行消息的转换)；(3)将封装后的控制信息通过5g通信模块发送至无人机执行飞行任务。其中，无人机成功执行飞行任务后会通过5g通信模块发送一个反馈信息给后端服务器，以判断发送的控制信息是否执行成功。另外，对于无人机执行飞行任务的实时状态，由无人机的心跳信息提供，包含经纬度、姿态等信息。
39.3、无人机航线规划模块
40.所述无人机航线规划模块能够在无人机为在线状态和离线状态下进行航线规划。其中，无人机为在线状态或离线状态是指无人机是否与无人机远程控制模块建立了连接，因此，通过后端服务器能够收到来自5g无人机的心跳信息判断无人机为在线状态或离线状态。
41.(1)当无人机为在线状态(能持续收到无人机的心跳信息)时，则将无人机的实时位置作为输入参数进行航线规划。在规划区域遍历航线或者多无人机航线规划时，无人机的实时位置是一个比较重要的参数。
42.(2)当无人机为离线状态(不能持续收到无人机的心跳信息)时，则设置一个虚拟的无人机位置来进行航线规划。
43.4、无人机航拍视频数据处理模块
44.所述无人机航拍视频数据处理模块能够集成多种视频图像处理模型，可以根据不同需求采用不同的视频图像处理模型来对获取的航拍视频数据进行处理，得到相应的结果，并将处理后的航拍视频数据(附带处理信息)实时推送给前端服务器供用户查看。
45.5、用户权限控制模块
46.所述用户权限控制模块用于实现用户信息、用户权限的管理，分角色控制用户的使用权限。其中，超级管理员有所有权限，可以给所有的角色分配权限，可以将角色授予每个用户，每个用户可以有多个角色等。用户除超级管理员外可以根据自己用户角色来进行相关的操作。角色创建可以根据实际情况来进行，不同角色授予不同的权限即可。权限分为接口的权限，菜单的权限以及页面按钮(需和前端服务器中的用户权限管理界面配合)的权限，权限根据不同的权限码来进行区分。
47.所述前端服务器主要实现对后端服务器的服务和操作进行可视化，包括对应的设备管理界面、无人机控制界面、无人机航线规划界面、无人机航拍视频数据展示界面和用户权限管理界面。1、所述设备管理界面对应于后端服务器的设备管理模块，2、所述无人机控制界面对应于后端服务器的飞行控制模块，用户可以在此无人机控制界面上对飞机进行控制，并实时查看无人机飞行状态，可采用3d效果展示无人机飞行状态，远程操作人员可以很直观的看到无人机飞行的整个过程和无人机的实时状态。3、无人机航线规划界面对应于后端服务器的无人机航线规划模块，用户可以在此无人机航线规划界面中输入相关的参数规划相应的航线，并可实时采用3d效果展示航线规划供用户查看，以确认规划的航线是否满足要求。并可以将规划好的航线进行保存。4、用户权限管理功能对于后端的用户权限管理模块，用户可以在此功能提供页面上很直观的进行相关信息的维护和查看。5、无人机航拍视频数据展示界面提供无人机实时的航拍视频数据查看功能，也可以实时查看后端服务器的无人机航拍视频数据处理模块处理后的视频流。
48.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。