具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明一种无人机的地面检测系统及方法进行进一步详细说明。

如图1和图2所示，一种无人机的地面检测系统，包括通讯管理模块，通讯管理模块依次连接有数据解析模块、数据分发模块、用户界面模块以及USB转串口设备；其目的是在无人机处于地面时，通过USB转串口设备与无人机机载设备连接通信，对其进行地面检测，来展示飞机各个设备的运行状态。同时，用户界面模块还依次连接有指令封装模块和通讯管理模块，通过地面检测软件对飞机设备进行参数设定与控制，从而实现对无人机运行状态的地面检测作业。地面检测系统通过飞行控制计算机对测量信息的收集和检测指令的转发，能够帮助地面检测人员完成对机载航测、航控设备的日常检测、维护、排故工作。

无人机地面检测系统是一套支持外场测试、维护的便携式自动化检测设备，其系统功能包括：飞行控制计算机地面检测数据接收、解析及可视化处理；检测指令、设备参数、飞行控制计算机参数封装及发送。

因无人机地面检测系统的地面检测计算机本身仅配备了RS232串口接口，不具备RS422、RS485通信功能，因此，地面检测系统选用了USB转串口设备作为地面检测系统与无人机机载设备的连接设备。

地面检测计算机通过USB转串口设备连接无人机机载设备，其中，无人机机载设备包括飞行控制计算机和航测航控设备。考虑到综合检测软件接口简单，功能独立，因此综合检测计算机选用了加固笔记本作为硬件载体，以提高地面检测系统的便携性。

下面通过具体的实施例对本发明一种无人机的地面检测系统及方法进行进一步详细说明。

如图2所示，地面检测系统中的通讯管理模块是负责接收飞行控制计算机发送的下行串口数据，将地面检测系统的上行帧发送给飞行控制计算机。

地面检测系统中的通讯管理模块内实现了对接收到的串口数据进行组合、分帧的功能，能够在接收到的不定长字节流中识别、校验合法的飞行控制计算机下行帧。

地面检测系统中的用户界面模块是地面检测软件为地面检测人员提供的无人机系统检测平台。一方面，用户界面模块的用户操作部件将无人机系统当前的运行状态和测量数据展现给地面检测人员；另一方面，用户界面模块的用户操作部件将地面检测人员输入的检测指令和指令参数发送给飞行控制计算机。

地面检测系统中的数据解析模块承担了对飞行控制计算机下行数据进行解析和识别：数据解析模块将下行的串口信号按照无人机机载设备与地面检测系统的通讯协议，解析成测量参数以及状态的字段信息，并将字段信息储存至ICD字段容器中。

地面检测系统中的数据分发模块通过读取ICD字段容器中的字段信息，负责将ICD字段容器中的字段信息显示到用户界面模块中指定的界面控件中；

用户界面模块通过处理和显示，生成当前无人机机载设备的测量和状态信息。

地面检测系统中的指令封装模块承担了地面检测系统上行指令帧的组装过程。指令封装模块对地面检测人员输入的检测指令和参数封装为飞行控制计算机可识别的上行指令控制帧，也就是串口数据帧。地面检测系统的设备控制处理过程中，指令封装模块采用Python语言作为指令生成脚本语言。

本发明一种无人机的地面检测系统的数据接收为：接收来自飞行控制计算机的串口信号，经过数据解析，设备数据分发，设备信息界面模块的处理，最终生成数值、表格、图表等形式的设备信号信息，以方便检测人员观测当前机载设备的测量、状态信息。

地面检测系统通过以下步骤实现设备控制指令的发送：地面检测系统设备的控制包含舵机控制和开关量控制。实现机制是将地面检测人员在设备控制界面内输入的被控设备类型、被控设备参数封装后再发送给飞行控制计算机的上行指令帧中，由飞行控制计算机根据指令内容实现对机载设备的控制与输出。

1）飞行控制计算机向地面检测系统发送的下行数据包括：

GPS、大气计算机、以及惯性导航传感器的测量数据和设备状态；

舵机、舵控器、刹车等伺服作动设备的自检结果、工作状态数据；

机电、燃油控制设备的状态信息。

2）地面检测系统发送的上行检测、控制指令有：

伺服作动设备的角度、位置设置；

机电、燃油控制设备控制指令；

无人机控制模式、任务模式等设置指令；

大气计算机、舵控器等设备运行参数装订指令。

本发明一种无人机的地面检测系统与飞行控制计算机的具体通讯数据包括：

1）通信信号（RS422通信）；

光纤组合惯导、大气计算机、角速率陀螺、无线电高度表等导航传感器向飞行控制计算机发送测量、状态信息，接收飞行控制计算机发送的指令。

信号处理单元向飞行控制计算机发送温度、转速传感器等信息。

配电控制盒向飞行控制计算机发送配电状态信息，接收飞行控制计算机发送的配电指令。

舵机控制系统向飞行控制计算机发送舵控器、舵机的状态信息，接收飞行控制计算机发送的舵机控制指令。

2）离散量信号；

襟翼控制器向飞行控制计算机发送襟翼位置信号。

燃油控制系统接收飞行控制计算机发送的燃油控制系统离散量控制信号。

垂直陀螺接收飞行控制计算机发送的工作模式指令信号。

继电器盒接收飞行控制计算机发送的信号通断指令信号。

3）模拟量信号；

垂直陀螺向飞行控制计算机发送俯仰角、横滚角测量信号。

地面检测系统接收、处理来自串行总线数据，根据地检测通信ICD对数据解析、可视化处理。地面检测人员能够通过用户界面模块的软件界面获取当前无人机系统中，飞行控制计算机及与其交联的机载航测、航控设备的测量信息、运行状态及自检信息。

地面检测软件可根据用户在界面中设定的检测指令、设定参数等信息，封装为飞行控制计算机可识别的串口通信数据帧。

如图3所示，本发明一种无人机的地面检测方法的下行数据处理流程为：

地面检测系统接收来自飞行控制计算机的串口信号，经过数据解析，设备数据分发，设备信息界面等模块的处理，最终生成数值、表格、图表等形式的设备信号信息，以方便检测人员观测当前机载设备的测量、状态信息。

如图4所示，本发明一种无人机的地面检测方法的上行数据处理流程为：

地面检测系统通过以下步骤实现设备控制指令的发送：地面检测系统设备控制功能包含舵机控制、开关量控制；设备控制功能的实现机制是将地面检测人员在用户界面模块内输入的被控设备类型和被控设备的参数，二者在指令封装模块被封装后再发送给飞行控制计算机的上行指令帧中，由飞行控制计算机根据指令内容实现对机载设备的控制与输出。

本发明一种无人机的地面检测系统，其是一套支持外场测试、维护的便携式自动化检测设备，其通过串口数据接口，通信方式简单、可靠；ICD标准化、可配置化管理，便于通信协议扩展、升级；基于ICD配置的通讯数据解析，ICD字段类型丰富，满足地面检测上下行数据通信要求；可视化数据显示，具备文字、图形、表格等可视化显示部件；上行控制、装订指令封装，基于Python语言生成上行指令，减少协议变更带来的系统维护工作量。本系统的作业方式便捷，检测功能较为齐全，且易于维护，具有较好的通用性的实用意义。