(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210609241.0 (22)申请日 2022.05.31 (71)申请人 亿航智能设备 （广州） 有限公司 地址 510000 广东省广州市广州高新科技 产业开发区科学城南翔二路72号3整 栋 (72)发明人 胡华智　胡海生　薛鹏　 (74)专利代理 机构 广州粤高专利商标代理有限 公司 44102 专利代理师 刘俊 (51)Int.Cl. H04L 67/125(2022.01) H04N 7/18(2006.01) H04L 12/40(2006.01) B64D 47/08(2006.01) (54)发明名称 一种无人机云台通信系统及云台通信数据 处理方法 (57)摘要 本发明提出一种无人机云台通信系统及云 台通信数据处理方法， 涉及无人机云台通信的技 术领域， 通过为外部环境监视组件设置独立的通 信模组， 利用该通信模组建立无人机云台与地面 站部分的通信连接， 实现了两者的之间的数据交 互， 通信模组的引入， 避免了无人机云台对无人 机本身通信资源的占用， 优化了无人机云台的通 信连接方式， 避免无人机自身通信单元通信压力 大的现象发生， 保证无人机的飞控性能和安全性 能。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115225683 A 2022.10.21 CN 115225683 A 1.一种无人机云台通信系统， 其特征在于， 包括： 地面站部分及外部环境监视组件， 所 述外部环境监视组件设置于无人机上， 地面站部分与外部环境监视组件通信连接， 外部环 境监视组件内设有云台， 地 面站部分与云台进行通信。 2.根据权利要求1所述的无人机云台通信系统， 其特征在于， 所述地面站部分包括地面 站及服务器， 服务器与地面站双向通信连接， 服务器与外部环境监视组件通过4G或WiFi连 接。 3.根据权利要求1或2所述的无人机云台通信系统， 其特征在于， 所述外部环境监视组 件包括： 通信模组、 云台控制板、 图像采集装置及云台； 通信模组与地面站部分通信连接， 接收地面站部分发出的姿态目标值， 并发送至云台 控制板； 云台控制板将姿态目标值 发送至云台， 云台接收姿态目标值后进 行处理操作， 并向 云台控制板反馈信息， 转发至通信模组， 通信模组接收反馈信息后， 传输 至地面站部分。 4.根据权利要求3所述的无人机云台通信系统， 其特征在于， 外部环境监视组件还包括 图像采集装置， 通信模组还接 收地面站部分发出 的图像采集控制命令， 传输至图像采集装 置， 图像采集装置采集图像后传输 至通信模组， 通信模组接收图像后转发至地 面站部分。 5.根据权利要求3或4所述的无人机云台通信系统， 其特征在于， 所述云台为三轴云台， 三轴云台包括姿态板、 偏航电机板、 横滚电机板及俯仰电机板， 云台控制板将姿态目标值 发 送至云台的姿态板， 云台的姿态板接 收姿态目标值后进行处理， 输出电流 目标值分别传输 至偏航电机板、 横滚电机板及俯仰电机板， 偏航电机板、 横滚电机板及俯仰电机板接收电流 目标值处 理后， 分别输出三相电流驱动各自的电机 旋转。 6.根据权利要求5所述的无人机云台通信系统， 其特征在于， 通信模组接收地面站部分 发出的姿态目标值， 通过串口协 议发送至云台控制板， 云台控制板解析串口协 议， 通过云台 CAN总线将姿态目标值发送至 云台的姿态板， 并通过云台CA N总线接收来自于姿态板的反馈 信息。 7.根据权利要求6所述的无人机云台通信系统， 其特征在于， 云台的姿态板接收姿态目 标值后， 运行姿态控制闭环算法， 得到电流目标值， 姿态板通过云台CAN总线输出电流目标 值分别至偏航电机板、 横滚电机板及俯仰电机板， 偏航电机板、 横滚电机板及俯仰电机板接 收电流目标值后， 运行FOC算法分别输出三相电流驱动各自的电机旋转， 且偏航电机板、 横 滚电机板及俯仰电机板通过云台CAN总线将电机机械角反馈传输至姿态板， 姿态板将云台 反馈信息整合， 传输至云台控制 板， 云台控制 板接收云台反馈信息后通过串口协议传输至 通信模组， 通信模组接收云台反馈信息， 传输 至地面站部分。 8.根据权利要求3所述的无人机云台通信系统， 其特征在于， 所述云台控制板 内设有微 处理器， 微处理器上运行有云台控制板软件层级架构， 包括驱动层、 硬件抽象层及应用层， 所述驱动层为微处理器的外设驱动， 对寄存器操作进行封装， 并提供接口供硬件抽象层调 用； 所述硬件抽象层将微处理器外设的具体需要进行抽象， 并将抽象出来接口供应用层直 接调用； 所述应用层分为Boot ‑loader固件和 APP固件， Boot ‑loader固件负责对APP固件在 线升级， AP P固件负责 云台控制板的数据交 互功能。 9.一种无人机云台通信数据处理方法， 其特征在于， 应用于如权利要求1 ‑8所述的无人 机云台通信系统， 云台控制板与通信模组通过串口连接， 通过串口发送与接 收数据， 其中， 串口发送与接 收数据的流程包括云台控制 板主循环、 定时中断服务程序流程及串口驱动，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115225683 A 2串口发送数据的流 程具体为： S11.通过云台控制板主循环将需要发送的数据写入到串口数据发送缓存中， 设置定时 中断服务程序为 1ms,通过定时中断服务程序确定待发送的数据， 将待发送的数据写入至串 口驱动发送缓存中。 S12.基于串口驱动， 通过DMA将待发送的数据发送至串口物理接口； 10.根据权利要求9所述的无人机云台通信数据处理方法， 其特征在于， 串口接收数据 的流程具体为： S21.基于串口驱动， 通过DMA接收数据并存放至串口驱动 接收缓存中， 设置定时中断服 务程序为 1ms， 通过定时中断服务程序查询确定已接收的数据， 将已接收的数据复制至串口 数据接收缓存中； S22.基于云台控制板主循环读取并解析 数据。 11.根据权利要求9或10所述的无人机云台通信数据处理方法， 其特征在于， 云台控制 板与云台通过云台CAN总线连接， 通过CAN总线发送与接收数据， 其中， CAN总线发送与接收 数据的流 程包括云台控制板主循环与CAN驱动。 12.根据权利要求11所述的无人机云台通信数据处理方法， 其特征在于， CAN总线发送 数据的流 程包括： 通过云台控制板主循环将待发送的CAN数据写入至CAN数据发送缓存， 并调用CAN驱动 检查CAN控制器发送是否空闲， 若是， 启动当前第一帧数据 发送， 否则， 利用CAN发送 中断服 务程序查询确定 CAN数据发送缓存中待发送的数据， 通过CAN驱动启动下一帧数据的发送。 13.根据权利要求11或12所述的无人机云台通信数据处理方法， 其特征在于， CAN总线 接收数据的流 程包括： 利用CAN接收中断服务程序将数据帧存入CAN数据接收缓存， 并由云台控制板主循环读 取并解析。 14.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 所述计算机可读存储介质上存储有计算机 程序指令， 所述计算机程序指 令被处理器执行时， 实现权利要求9～13所述的无人机 云台通 信数据处 理方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115225683 A 3