本發(fā)明涉及一種無(wú)人機(jī)機(jī)載吊艙領(lǐng)域，尤其涉及一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）交互的無(wú)人機(jī)機(jī)載第一視角隨動(dòng)吊艙系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著光電子技術(shù)的進(jìn)步與成熟，機(jī)載吊艙系統(tǒng)在偵察告警、目標(biāo)指示、控制瞄準(zhǔn)和導(dǎo)航跟蹤等方面得到了廣泛的重視和發(fā)展，目前已作為任務(wù)載荷配套于無(wú)人機(jī)、直升機(jī)、船舶等各種機(jī)載平臺(tái)，在武裝偵察、無(wú)人偵察、引導(dǎo)制導(dǎo)等軍用領(lǐng)域，以及電力巡檢、海上緝私、環(huán)保監(jiān)測(cè)等民用領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。當(dāng)前的吊艙載荷通常安裝在機(jī)載平臺(tái)上，在設(shè)定的控制指令驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)吊艙任務(wù)載荷對(duì)目標(biāo)的搜索、捕獲、跟蹤和定位，并通過(guò)圖像傳輸鏈路將傳感獲取的高清視頻圖像傳送至地面控制站，然后用戶(hù)通過(guò)地面控制站感受外場(chǎng)信息，若用戶(hù)想獲取不同視角的場(chǎng)景信息，則需要換位思考后通過(guò)第三視角間接利用地面控制站發(fā)送特定的吊艙姿態(tài)控制指令，即：利用人-圖-物的視角進(jìn)行觀測(cè)。隨著無(wú)人機(jī)機(jī)載吊艙在各行業(yè)應(yīng)用水平的不斷提升，對(duì)可視化操縱的人機(jī)第一視角直接交互需求越來(lái)越迫切，即：人-物-圖的視角轉(zhuǎn)換需求迫切，而當(dāng)前的機(jī)載吊艙大多不具備隨動(dòng)、可視化操縱的第一視角特點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，而提供一種能實(shí)現(xiàn)人機(jī)可視化操縱交互的無(wú)人機(jī)機(jī)載第一視角隨動(dòng)吊艙系統(tǒng)。

一種基于VR交互的無(wú)人機(jī)機(jī)載第一視角隨動(dòng)吊艙系統(tǒng)，包括有機(jī)載光電吊艙、無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)和地面控制站，還包含可佩戴VR眼鏡及操縱手柄，VR眼鏡佩戴于用戶(hù)頭部、并通過(guò)USB總線與地面控制站相連接，操縱手柄供用戶(hù)手動(dòng)操作、并通過(guò)藍(lán)牙與地面控制站相連接，機(jī)載光電吊艙通過(guò)無(wú)線收發(fā)裝置與地面控制站相連接，無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線收發(fā)裝置與地面控制站相連接，所述的VR眼鏡由用戶(hù)佩戴，并隨用戶(hù)頭部肢體動(dòng)作進(jìn)行隨動(dòng)，通過(guò)對(duì)VR眼鏡內(nèi)置的三軸陀螺儀與加速度計(jì)信息的姿態(tài)解算，進(jìn)而獲取VR眼鏡的姿態(tài)角信息，該姿態(tài)角即為吊艙姿態(tài)角度的控制指令， VR眼鏡通過(guò)USB總線與地面控制站進(jìn)行連接及信息交互，一方面將用戶(hù)頭部肢體動(dòng)作形成的吊艙姿態(tài)角控制指令實(shí)時(shí)輸送給地面控制站，另一方面實(shí)時(shí)接收地面控制站發(fā)送的視頻圖像信息；操縱手柄由用戶(hù)進(jìn)行手動(dòng)控制，利用手柄上的機(jī)械按鈕形成無(wú)人機(jī)平臺(tái)上下、前后、左右姿態(tài)控制鍵指令，并通過(guò)無(wú)線藍(lán)牙將無(wú)人機(jī)平臺(tái)姿態(tài)控制指令信息發(fā)送至地面控制站；地面控制站與VR眼鏡、操縱手柄、無(wú)人機(jī)機(jī)載光電吊艙和無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)相連接，用于整個(gè)系統(tǒng)中控制指令數(shù)據(jù)通訊鏈路和視頻圖像傳輸通信鏈路的實(shí)現(xiàn)；無(wú)人機(jī)機(jī)載光電吊艙系統(tǒng)用于獲取外界場(chǎng)景的高清視頻圖像信息，并利用無(wú)線收發(fā)裝置將傳感信息發(fā)送至地面控制站，同時(shí)也響應(yīng)地面控制站發(fā)送的吊艙姿態(tài)控制指令；無(wú)人機(jī)飛行控制系統(tǒng)用于無(wú)人機(jī)平臺(tái)的高穩(wěn)定姿態(tài)控制，并利用無(wú)線收發(fā)裝置響應(yīng)地面控制站發(fā)送的無(wú)人機(jī)平臺(tái)姿態(tài)控制指令，以便執(zhí)行特定的任務(wù)規(guī)劃。

本發(fā)明基于VR交互的無(wú)人機(jī)機(jī)載第一視角隨動(dòng)吊艙系統(tǒng)增加了人機(jī)直接交互的可佩戴VR眼鏡，通過(guò)對(duì)VR設(shè)備內(nèi)置的三軸陀螺儀與加速度計(jì)信息進(jìn)行姿態(tài)解算，獲取當(dāng)前的人體頭部肢體運(yùn)動(dòng)姿態(tài)信息，并將其作為吊艙姿態(tài)角度的控制指令，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)VR設(shè)備與吊艙的聯(lián)動(dòng)，以及用戶(hù)肢體動(dòng)作與吊艙第一視角的直接關(guān)聯(lián)，最終實(shí)現(xiàn)人機(jī)的可視化操縱交互。

用戶(hù)左右搖頭的角度對(duì)應(yīng)吊艙的航向角，上下點(diǎn)頭的角度對(duì)應(yīng)吊艙的俯仰角。

地面控制站是整個(gè)第一視角隨動(dòng)吊艙系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，具體是：接收機(jī)載光電吊艙發(fā)來(lái)的視頻圖像信息，并將其中轉(zhuǎn)至VR眼鏡中，供用戶(hù)直接感受目標(biāo)場(chǎng)景；接收VR眼鏡發(fā)送的吊艙隨動(dòng)控制指令，并將其中轉(zhuǎn)至機(jī)載光電吊艙系統(tǒng)，以便吊艙隨用戶(hù)第一視角進(jìn)行聯(lián)動(dòng)；接收操縱手柄發(fā)送的無(wú)人機(jī)平臺(tái)姿態(tài)控制指令，并將其中轉(zhuǎn)至無(wú)人機(jī)飛行控制系統(tǒng)，以便無(wú)人機(jī)平臺(tái)隨用戶(hù)第一視角進(jìn)行聯(lián)動(dòng)。

綜上所述的，本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)如下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明是一種新型的無(wú)人機(jī)機(jī)載隨動(dòng)吊艙系統(tǒng)，在人機(jī)交互方面充分集成了VR的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，與傳統(tǒng)的第三視角任務(wù)吊艙系統(tǒng)有本質(zhì)區(qū)別。該系統(tǒng)具有第一視角可視化操縱的獨(dú)特性，同時(shí)增強(qiáng)了用戶(hù)逼真的感官?zèng)_擊，其實(shí)現(xiàn)方式較為靈活、操作簡(jiǎn)單、控制精度高、成本低和實(shí)時(shí)性好。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)架構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。

實(shí)施例1

一種基于VR交互的無(wú)人機(jī)機(jī)載第一視角隨動(dòng)吊艙系統(tǒng)，由可佩戴VR眼鏡、操縱手柄、機(jī)載光電吊艙、無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)和地面控制站組成；VR眼鏡由用戶(hù)進(jìn)行佩戴，并隨用戶(hù)頭部肢體動(dòng)作進(jìn)行隨動(dòng)，通過(guò)對(duì)其內(nèi)置的三軸陀螺儀與加速度計(jì)信息的姿態(tài)解算，進(jìn)而獲取VR眼鏡的姿態(tài)角信息，該姿態(tài)角即為吊艙姿態(tài)角度的控制指令，用戶(hù)左右搖頭的角度對(duì)應(yīng)吊艙的航向角，上下點(diǎn)頭的角度對(duì)應(yīng)吊艙的俯仰角，VR眼鏡通過(guò)USB總線與地面控制站進(jìn)行連接及信息交互，一方面將用戶(hù)頭部肢體動(dòng)作形成的吊艙姿態(tài)角控制指令實(shí)時(shí)輸送給地面控制站，另一方面實(shí)時(shí)接收地面控制站發(fā)送的視頻圖像信息；操縱手柄由用戶(hù)進(jìn)行手動(dòng)控制，目的是輔助配合完成本發(fā)明中的第一視角隨動(dòng)吊艙系統(tǒng)，利用手柄上的機(jī)械按鈕形成無(wú)人機(jī)平臺(tái)上下、前后、左右等姿態(tài)控制鍵指令，并通過(guò)無(wú)線藍(lán)牙將無(wú)人機(jī)平臺(tái)姿態(tài)控制指令信息發(fā)送至地面控制站；地面控制站與VR眼鏡、操縱手柄、無(wú)人機(jī)機(jī)載光電吊艙和無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)相連接，用于整個(gè)系統(tǒng)中控制指令數(shù)據(jù)通訊鏈路和視頻圖像傳輸通信鏈路的實(shí)現(xiàn)，是本發(fā)明中整個(gè)第一視角隨動(dòng)吊艙系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，具體是：接收機(jī)載光電吊艙發(fā)來(lái)的視頻圖像信息，并將其中轉(zhuǎn)至VR眼鏡中，供用戶(hù)直接感受目標(biāo)場(chǎng)景；接收VR眼鏡發(fā)送的吊艙隨動(dòng)控制指令，并將其中轉(zhuǎn)至機(jī)載光電吊艙系統(tǒng)，以便吊艙隨用戶(hù)第一視角進(jìn)行聯(lián)動(dòng)；接收操縱手柄發(fā)送的無(wú)人機(jī)平臺(tái)姿態(tài)控制指令，并將其中轉(zhuǎn)至無(wú)人機(jī)飛行控制系統(tǒng)，以便無(wú)人機(jī)平臺(tái)隨用戶(hù)第一視角進(jìn)行聯(lián)動(dòng)；無(wú)人機(jī)機(jī)載光電吊艙系統(tǒng)用于獲取外界場(chǎng)景的高清視頻圖像信息，并利用無(wú)線收發(fā)裝置將傳感信息發(fā)送至地面控制站，同時(shí)也可響應(yīng)地面控制站發(fā)送的吊艙姿態(tài)控制指令；無(wú)人機(jī)飛行控制系統(tǒng)用于無(wú)人機(jī)平臺(tái)的高穩(wěn)定姿態(tài)控制，并利用無(wú)線收發(fā)裝置響應(yīng)地面控制站發(fā)送的無(wú)人機(jī)平臺(tái)姿態(tài)控制指令，以便執(zhí)行特定的任務(wù)規(guī)劃。

本實(shí)施方式不但可實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的無(wú)人機(jī)機(jī)載吊艙功能，而且可隨用戶(hù)肢體動(dòng)作進(jìn)行遠(yuǎn)距離任務(wù)規(guī)劃，是對(duì)傳統(tǒng)機(jī)載吊艙系統(tǒng)功能的豐富和擴(kuò)展。本實(shí)施方式具有良好的第一視角可視化操縱、逼真的感官?zèng)_擊等顯著性特點(diǎn)，從本質(zhì)上提升了人機(jī)之間的交互成熟程度。

本實(shí)施例未述部分與現(xiàn)有技術(shù)相同。