CN105759833A - 一种沉浸式无人机驾驶飞行系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种沉浸式无人机驾驶飞行系统，包括机载装置和地面装置，机载装置与地面装置通过无线连接；所述机载装置位于无人机上，控制无人机飞行状态及采集无人机的位置信息和周围环境的图像，并将图像和位置信息给地面装置，并接收地面装置的头部角度信息和控制指令；所述地面装置接收机载装置发送的位置信息和图像进行分析，通过地面装置增强现实技术处理，将无人机所在位置的周边环境信息、道路信息、交通信息、标示信息、地标信息模拟仿真后在叠加到真实世界画面空间中，通过虚拟现实目镜呈现给操控者。通过本发明，操控者能够实时接收到无人机飞行状态信息和周围环境，准确做出控制，使无人机顺利飞行完成目标，降低失误，且得到沉浸式飞行体验。

Description

一种沉浸式无人机驾驶飞行系统

技术领域

本发明属于无人机，具体涉及一种沉浸式无人机驾驶飞行系统。

技术背景

随着四旋翼无人机技术迅猛发展，无人机越来越多地进入了到了人们的生活场景中，但是无人机的操纵仍然主要依靠人眼原地远距离观察无人机飞行高度与姿态，并靠遥控器来控制飞行，由于距离和无人机速度的影响，需要操控者实时操控无人机的飞行状态，这样就无法同时很好地控制无人机云台拍摄的画面；并且现有的平面显示画面也不能够达到真实的飞行驾驶时的飞行感受，使无人机飞行的体验感大打折扣，也容易因个人操作失误出现坠机、炸机或伤人的事件发生。

发明内容

本发明的目的为了达到在无人机飞行过程中，能达到更加完美的飞行体验，解决无人机飞行过程中无法同时操作云台拍摄的问题，而提供一种沉浸式无人机驾驶飞行系统，本发明通过借助虚拟现实结合增强实现技术，来实现沉浸式无人机驾驶飞行，使操控者在使用无人机，通过虚拟现实眼镜看到无人机拍摄的真实世界的画面和虚拟三维空间的数据信息“无缝”集成，得到身临其境的飞行感官体验。

本发明的技术方案为：

一种沉浸式无人机驾驶飞行系统，其特征在于：包括机载装置和地面装置，机载装置与地面装置通过无线连接；

所述机载装置位于无人机上，控制无人机飞行状态及采集无人机的位置信息和周围环境的图像，并将飞行状态、图像和位置信息传给地面装置，同时接收地面装置的头部角度信息和控制指令；

所述地面装置接收机载装置发送的位置信息和图像进行分析，通过地面装置的计算机增强现实技术处理，将无人机所在位置的周边环境信息、道路信息、交通信息、标示信息、地标信息模拟仿真后在叠加到真实世界画面空间中，通过虚拟现实目镜呈现给操控者。

所述的机载装置包括三轴云台、双目摄像头、GPS、无人机图传模块、无人机数传模块和无人机控制模块，三轴云台、GPS、无人机图传模块、无人机数传模块和无人机控制模块安装在无人机上，双目摄像头安装在三轴云台上，双目摄像头与无人机图传模块相连，GPS、无人机控制模块与无人机数传模块相连，三轴云台与无人机数传模块相连；

三轴云台，用于维持双目摄像头指向稳定，并根据虚拟现实眼镜回传的角度指令，进行动作；

双目摄像头，用于采集无人机周围环境的图像；

无人机图传模块，用于将双目摄像头采集的图像回传给地面装置；

无人机数传模块，用于将无人机的GPS定位信息传输给地面装置；

无人机控制模块，用于控制无人机的飞行状态。

所述的地面站装置包括虚拟现实眼镜、计算机、地面图传模块、地面数传模块、遥控器，计算机分别与虚拟现实眼镜、地面图传模块、地面数传模块相连；

地面数传模块，将虚拟现实眼镜获得的头部角度信息发送给无人机数传模块；

地面图传模块，用于接收双目摄像头拍摄的图像；

计算机，用于将采集的无人机飞行高度、姿态、GPS定位信息进行分析，通过现有的增强现实技术处理，将无人机所在位置的周边环境信息模拟仿真后在叠加到真实世界画面空间中，然后传输给虚拟现实目镜；

虚拟现实眼镜，用于显示经过计算机叠加增强现实效果后的图像信息，还用于获取操控着头部动作角度旋转信息。

遥控器，用于控制无人机的飞行姿态。

在虚拟现实目镜中，操控者看到真实无人机视角的同时还能将虚拟的信息同时显示出来，图像信息和数据信息互相补充叠加，便可以看到真实画面中的各种数据信息围绕。

本发明的有益效果：

通过虚拟现实眼镜配合无人机云台搭载的双目摄像头，实现了无人机驾驶视角的虚拟移植，使我们能更直观地观察到无人机的飞行视角，得到沉浸式的飞行体验；通过三轴云台的稳定器实现云台与双目摄像头的同步跟踪动作，使我们能更好地控制摄像头的拍摄与角度地调整，使无人机操控者一边控制飞行，一边进行流畅地拍摄成为简单易操作的事情；借助虚拟现实与增强现实技术的优势，使无人机在飞行过程中变得更加有趣，在飞行过程中我们不仅能通过无人机得到实时的图像画面，还能通过现有的增强现实技术，让我们通过画面知道无人机自身状态、所在位置的高度、交通、位置标示、公共设施、道路环境、以及所在地图信息介绍、追踪锁定动态目标等各种功能；操控者能够实时接收到无人机飞行状态信息和周围环境，准确做出控制，使无人机顺利飞行完成目标，降低失误。

附图说明

图1为本发明的示意图。

图2为本发明的实施例结构示意图。

图3为本发明的实施例机载装置结构示意图。

图4为本发明的实施例地面装置结构示意图。

具体实施方式

结合附图对本发明作进一步描述。

如图1、图2、图3、图4所示，本发明包括机载装置和地面装置，机载装置与地面装置通过无线连接；

所述机载装置位于无人机上，无人机上的三轴云台通过接收地面装置的头部角度信息和控制指令进行相应的角度转动，三轴云台挂载的双目摄像头将采集的周围环境的图像和无人机飞行状态及无人机的位置信息传递给地面装置；

所述地面装置接收机载装置发送的位置信息和图像进行分析，通过地面装置的计算机增强现实技术处理，将无人机所在位置的周边环境信息、道路信息、交通信息、标示信息、地标信息模拟仿真后在叠加到真实世界画面空间中，通过虚拟现实目镜呈现给操控者。

如图3所示，所述的机载装置包括三轴云台、双目摄像头、GPS、无人机图传模块、无人机数传模块和无人机控制模块，三轴云台、GPS、无人机图传模块、无人机数传模块和无人机控制模块安装在无人机上，双目摄像头安装在三轴云台上，双目摄像头与无人机图传模块相连，GPS、无人机控制模块与无人机数传模块相连，三轴云台与无人机数传模块相连；

三轴云台，用于维持双目摄像头指向稳定，并根据虚拟现实眼镜回传的角度指令，进行动作；

双目摄像头，用于采集无人机周围环境的图像；

无人机图传模块，用于将双目摄像头采集的图像回传给地面装置；

无人机数传模块，用于将无人机的GPS定位信息传输给地面装置；

无人机控制模块，用于控制无人机的飞行状态。

如图4所示，所述的地面站装置包括虚拟现实眼镜、计算机、地面图传模块、地面数传模块、遥控器，计算机分别与虚拟现实眼镜、地面图传模块、地面数传模块相连；

地面数传模块，将虚拟现实眼镜获得的头部角度信息发送给无人机数传模块；

地面图传模块，用于接收双目摄像头拍摄的图像；

计算机，用于将采集的无人机飞行高度、姿态、GPS定位信息进行分析，通过现有的增强现实技术处理，将无人机所在位置的周边环境信息模拟仿真后在叠加到真实世界画面空间中，然后传输给虚拟现实目镜；

虚拟现实眼镜，用于显示经过计算机叠加增强现实效果后的图像信息，还用于获取操控着头部动作角度旋转信息。

遥控器，用于控制无人机的飞行姿态。

在虚拟现实目镜中，操控者看到真实无人机视角的同时还能将虚拟的信息同时显示出来，图像信息和数据信息互相补充叠加，便可以看到真实画面中的各种数据信息围绕。

Claims (3)

1.一种沉浸式无人机驾驶飞行系统，其特征在于：包括机载装置和地面装置，机载装置与地面装置通过无线连接；

所述机载装置位于无人机上，控制无人机飞行状态及采集无人机的位置信息和周围环境的图像，并将图像和位置信息给地面装置，并接收地面装置的头部角度信息和控制指令；

所述地面装置接收机载装置发送的位置信息和图像进行分析，通过地面装置的计算机增强现实技术处理，将无人机所在位置的周边环境信息、道路信息、交通信息、标示信息、地标信息模拟仿真后在叠加到真实世界画面空间中，通过虚拟现实目镜呈现给操控者。

2.根据权利要求1中所述沉浸式无人机驾驶飞行系统，其特征在于：所述的机载装置包括三轴云台、双目摄像头、GPS、无人机图传模块、无人机数传模块和无人机控制模块，三轴云台、GPS、无人机图传模块、无人机数传模块和无人机控制模块安装在无人机上，双目摄像头安装在三轴云台上，双目摄像头与无人机图传模块相连，GPS、无人机控制模块与无人机数传模块相连，三轴云台与无人机数传模块相连；

三轴云台，用于维持双目摄像头指向稳定，并根据虚拟现实眼镜回传的角度指令，进行动作；

双目摄像头，用于采集无人机周围环境的图像；

无人机图传模块，用于将双目摄像头采集的图像回传给地面装置；

无人机数传模块，用于将无人机的GPS定位信息传输给地面装置；

无人机控制模块，用于控制无人机的飞行状态。

3.根据权利要求1中所述沉浸式无人机驾驶飞行系统，其特征在于：所述的地面站装置包括虚拟现实眼镜、计算机、地面图传模块、地面数传模块、遥控器，计算机分别与虚拟现实眼镜、地面图传模块、地面数传模块相连；

地面数传模块，将虚拟现实眼镜获得的头部角度信息发送给无人机数传模块；

地面图传模块，用于接收双目摄像头拍摄的图像；

计算机，用于将采集的无人机飞行高度、姿态、GPS定位信息进行分析，通过现有的增强现实技术处理，将无人机所在位置的周边环境信息模拟仿真后在叠加到真实世界画面空间中，然后传输给虚拟现实目镜；

虚拟现实眼镜，用于显示经过计算机叠加增强现实效果后的图像信息，还用于获取操控着头部动作角度旋转信息。

遥控器，用于控制无人机的飞行姿态。