CN112099718A - 一种光电吊舱操纵方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光电吊舱操纵方法及系统，具体是实现光电吊舱工作模式的切换方式，通过物理摇杆对光电吊舱的视轴控制方式，通过物理按钮、滚轮、触摸屏等结合软件操纵光电吊舱的控制方式。本发明设计合理，广泛运用于无人机地面控制站或无人机指控系统，在无人机执行巡逻侦查等用到光电吊舱的任务时起到了方便、快捷的作用。

Description

一种光电吊舱操纵方法及系统
技术领域
本发明涉及无人机操控系统领域，具体涉及一种光电吊舱操纵方法及系统。
背景技术
近年来，随着无人机系统技术的成熟，搭载光电吊舱的无人机已成为最具发展潜力的无人机之一。利用其挂载的光电吊舱可在反恐作战、巡逻侦察、矿物质探测、森林防火等领域开展工作。与此同时，在任务过程中对光电吊舱操纵方式的简便性、可靠性提出了更高的要求。
光电吊舱操纵是无人机执行巡逻侦察等作战任务中的重要组成部分。由于我国在无人机上操纵光电吊舱技术研究起步较晚，尤其是在光电吊舱操纵的简便性、可靠性等交互体验方面，长期以来在任务中，需要操纵人员在操纵界面上频繁的手动切换光电吊舱工作模式，效率低且交互体验差。
发明内容
为解决以上问题，发明人通过长期的探索尝试以及多次的实验和努力，不断改革与创新，提出了一种光电吊舱操纵方法及系统,能顺利完成飞行任务，提高任务效率，增强交互体验感。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种光电吊舱操纵方法，该方法是根据当前光电吊舱的情况选择鼠标控制、触屏控制、摇杆控制三种控制方式的一种或多种进行控制操作。
所述光电吊舱操纵方法中，三种控制方式的选择切换方式如下：信息输入输出模块接收触屏控制指令、鼠标控制指令、摇杆控制指令并按时序转发给数据处理模块；
将数据处理模块处理后的数据发送给飞控转发数据模块；
飞控转发数据模块将数据转发给光电吊舱，实现对控制光电吊舱控制。
进一步地优选技术方案是：数据处理模块将接收到的信息进行逻辑处理；数据处理模块输出的视频数据通过显示模块绘制后显示出来。
进一步地优选技术方案是：数据处理模块对信息进行逻辑处理为对光电吊舱工作模式切换；飞控与触屏、鼠标、摇杆之间的协议映射；及视频解码。
进一步地优选技术方案是：所述鼠标控制包括：鼠标左键，使用鼠标左键在光电吊舱传回的实时视频画面上单击目标，根据当前的模式是否为跟踪模式决定光电吊舱的操作是切换为新的跟踪目标还是进入跟踪模式后切换到新的跟踪目标；
鼠标右键，使用鼠标右键在光电吊舱传回的实时视频画面上单击目标，根据当前的模式是否为凝视模式决定光电吊舱的操作是切换为新的凝视目标还是进入凝视模式后切换到新的凝视目标；
鼠标滚轮，将鼠标光标移动到光电吊舱传回的实时视频画面上并使用滚轮，光电吊舱将根据滚轮的前后滚动来实现对当前锁定目标的变焦。
进一步地优选技术方案是：触屏控制包括：触摸屏单击，使用触摸屏在光电吊舱传回的实时视频画面上触摸屏单击目标，根据当前的模式是否为跟踪模式决定光电吊舱的操作是切换为新的跟踪目标还是进入跟踪模式后切换到新的跟踪目标；
触摸屏长按，使用触摸屏在光电吊舱传回的实时视频画面上触摸屏长按目标，根据当前的模式是否为凝视模式决定光电吊舱的操作是切换为新的凝视目标还是进入凝视模式后切换到新的凝视目标；
触摸屏手势，使用触摸屏在光电吊舱传回的实时视频画面上使用手势操作，光电吊舱将根据手势的缩放来实现对当前锁定目标的变焦。
进一步地优选技术方案是：所述摇杆控制为使用地面站硬件自带摇杆或外接操纵杆来实现对光电吊舱的俯仰方位控制、变焦、切换模式操作，使用左右推杆或上下推杆控制俯仰和方位的移动，使用摇杆的变焦旋钮或滚轮实现变焦功能，使用摇杆自带的按钮实现模式的切换。
本发明还提供了实现上述方法的一种光电吊舱操纵系统，该系统包括：
触摸屏：实时接收并显示光电吊舱传送画面，并通过触摸屏对光电吊舱进行控制操纵；
鼠标：通过显示屏显示内容，对光电吊舱进行控制操纵；
摇杆：通过手动操作摇杆对光电吊舱状态进行控制操纵；
处理器：接收光电吊舱传送数据，并向光电吊舱发送触摸屏、鼠标和摇杆的操作指令。
进一步地：所述触摸屏包括指点跟踪模块、指点凝视模块、手势控制模块；所述指点跟踪模块，用于快速切入跟踪锁定模式；所述指点凝视模块，用于快速切入凝视模式；所述手势控制模块用于快速调整光电吊舱视场角大小或电子变焦。
进一步地：所述处理器包括数据处理模块、信息输入输出模块和飞控转发数据模块，数据处理模块将接收到的信息进行逻辑处理，数据处理模块处理后的数据发送给飞控转发数据模块；飞控转发数据模块将数据转发给光电吊舱，实现对控制光电吊舱控制。
本发明相对现有技术的有益效果是：
本发明提供的一种光电吊舱操纵方法及系统，该系统部署于无人机地面指挥控制站内，采用软硬件结合方式，将手动摇杆操作、鼠标操作和触屏操作三种操作方式有效地结合，因此可根据现场情况选择操作模式，实现单手快速、准确的操作光电吊舱，可简单、快速的完成巡逻侦查任务，为指控中心减少情报的收集时间。克服了因手动操作不及时与方便而影响操作速度，鼠标不能进行光电吊舱视角调整，单独摇杆不能进行光电吊舱的工作模式切换、目标锁定等操作等带来的效率低且交互体验差的问题。
本发明光电吊舱工作模式的切换方式，是通过物理摇杆对光电吊舱的视轴控制方式，通过物理按钮、滚轮、触摸屏等结合软件操纵光电吊舱的控制方式。本发明设计合理，广泛运用于无人机地面控制站或无人机指控系统，在无人机执行巡逻侦查等用到光电吊舱的任务时起到了方便、快捷的作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用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。
图1为本发明中光电吊舱操纵流程示意图。
图2为本发明的系统框图。
具体实施方式
为使本发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下提供的本发明的实施方式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方式。
实施例
如图2所示：本实施例首先提供了一种光电吊舱操纵系统，该系统包括：
触摸屏：实时接收并显示光电吊舱传送画面，并通过触摸屏对光电吊舱进行控制操纵；
鼠标：通过显示屏显示内容，对光电吊舱进行控制操纵；
摇杆：通过手动操作摇杆对光电吊舱状态进行控制操纵；
处理器：接收光电吊舱传送数据，并向光电吊舱发送触摸屏、鼠标和摇杆的操作指令。
其中所述触摸屏包括指点跟踪模块、指点凝视模块、手势控制模块；所述指点跟踪模块，用于快速切入跟踪锁定模式；所述指点凝视模块，用于快速切入凝视模式；所述手势控制模块用于快速调整光电吊舱视场角大小或电子变焦。
其中所述处理器包括数据处理模块、信息输入输出模块和飞控转发数据模块，数据处理模块将接收到的信息进行逻辑处理，数据处理模块处理后的数据发送给飞控转发数据模块；飞控转发数据模块将数据转发给光电吊舱，实现对控制光电吊舱控制。飞控转发数据模块主要是用于接收并转发光电吊舱、触摸屏、鼠标和摇杆的数据与操作指令等。
该系统的总体方案中：
信息输入输出模块：用于接收触屏事件、鼠标事件、摇杆数据并按时序转发给数据处理模块，将数据处理模块处理后的数据发送给飞控转发数据模块，飞控转发数据模块将数据转发给光电吊舱，达到控制光电吊舱的目的。
数据处理模块用于将收到的信息输入输出模块数据进行逻辑处理，如光电吊舱工作模式切换；飞控与触屏、鼠标、摇杆之间的协议映射；视频解码等。
显示模块用于绘制数据处理模块输出的视频数据。
飞控转发数据模块：用于转发操作指令。例如：要锁定一个目标时，可先用摇杆控制光电吊舱视场，当目标入视场范围内后可在显示模块上点击目标达到锁定状态，为完成任务所有操作可重复操作。
本实施例中的各个硬件设置都是市场上采购的，处理器可以采用计算机等能实现数据处理与指令发送的设备即可。
本实施例还提供了一种光电吊舱操纵方法，该方法主要是实现根据光电吊舱当前的情况合理地选择鼠标控制、触屏控制、摇杆控制三种控制方式的一种或多种进行控制操作，从而达到操作更加快速准确，效率更高的目的，提高交互体验度。具体过程如下：
光电吊舱操纵流程包含从鼠标左右键点击/触摸屏点击、鼠标滚轮、触摸屏手势、摇杆操作（包括摇杆以及自带的按键滚轮等）等过程，如图1所示，本发明中光电吊舱操纵的实现流程为：
鼠标左键/触摸屏单击：
具体内容为，使用鼠标左键在光电吊舱传回的实时视频画面上单击或触摸屏单击目标，根据当前的模式是否为跟踪模式决定光电吊舱的操作是切换为新的跟踪目标还是进入跟踪模式后切换到新的跟踪目标。
鼠标右键/触摸屏长按：
具体内容为，使用鼠标右键在光电吊舱传回的实时视频画面上单击或触摸屏长按目标，根据当前的模式是否为凝视模式决定光电吊舱的操作是切换为新的凝视目标还是进入凝视模式后切换到新的凝视目标。
鼠标滚轮：
具体内容为，将鼠标光标移动到光电吊舱传回的实时视频画面上并使用滚轮，光电吊舱将根据滚轮的前后滚动来实现对当前锁定目标的变焦。
触摸屏手势：
具体内容为，使用触摸屏在光电吊舱传回的实时视频画面上使用手势操作（两指的缩放手势），光电吊舱将根据手势的缩放来实现对当前锁定目标的变焦。
摇杆控制：
具体内容为，使用地面站硬件自带摇杆或外接操纵杆来实现对光电吊舱的俯仰方位控制、变焦、切换模式等操作。使用左右推杆或上下推杆控制俯仰和方位的移动，使用摇杆的变焦旋钮或滚轮实现变焦功能，使用摇杆自带的按钮实现模式的切换。
其中触摸屏：实时接收并显示光电吊舱传送画面，并通过触摸屏对光电吊舱进行控制操纵；
鼠标：通过显示屏显示内容，对光电吊舱进行控制操纵；
摇杆：通过手动操作摇杆对光电吊舱状态进行控制操纵；
处理器：接收光电吊舱传送数据，并向光电吊舱发送触摸屏、鼠标和摇杆的操作指令。该处理器也可以利用现有的飞控系统来完成。
该系统至少可以实现包括：指点跟踪、指点凝视、手动控球、手动变焦等功能。
所述指点跟踪，用于快速切入跟踪锁定模式；
所述指点凝视，用于快速切入凝视模式；
所述手动控球，用于在任务工作模式可通过摇杆控制光电吊舱的偏航角、俯仰角；
所述手动变焦，用于快速调整光电吊舱视场角大小或电子变焦。
本实施例中的触屏操作方式或者执行与手势等，本领域的技术人员可以根据情况做适应性调整，本实施例仅仅是做了一个特定的方式便于理解。
本实施例中的硬件设备及连接组合关系，本领域的技术可以根据实际的实用和应用场景进行相应的调整，以适应不用的操作环境。
现有的技术操作复杂，每次切换模式只能通过在界面上设置后才能后续操作，效率低。通过本发明的技术方案，可以实现屏幕上实时控制操作，使得操作更加快速准确，效率更高。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种光电吊舱操纵方法，其特征在于包括以下操作：
根据当前光电吊舱的情况选择鼠标控制、触屏控制、摇杆控制三种控制方式的一种或多种进行控制操作。
2.根据权利要求1所述的一种光电吊舱操纵方法，其特征在于，三种控制方式的选择切换方式如下：
信息输入输出模块接收触屏控制指令、鼠标控制指令、摇杆控制指令并按时序转发给数据处理模块；
将数据处理模块处理后的数据发送给飞控转发数据模块；
飞控转发数据模块将数据转发给光电吊舱，实现对控制光电吊舱控制。
3.根据权利要求2所述的一种光电吊舱操纵方法，其特征在于，数据处理模块将接收到的信息进行逻辑处理；数据处理模块输出的视频数据通过显示模块绘制后显示出来。
4.根据权利要求3所述的一种光电吊舱操纵方法，其特征在于，数据处理模块对信息进行逻辑处理为对光电吊舱工作模式切换；飞控与触屏、鼠标、摇杆之间的协议映射；及视频解码。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种光电吊舱操纵方法，其特征在于，
所述鼠标控制包括：鼠标左键，使用鼠标左键在光电吊舱传回的实时视频画面上单击目标，根据当前的模式是否为跟踪模式决定光电吊舱的操作是切换为新的跟踪目标还是进入跟踪模式后切换到新的跟踪目标；
鼠标右键，使用鼠标右键在光电吊舱传回的实时视频画面上单击目标，根据当前的模式是否为凝视模式决定光电吊舱的操作是切换为新的凝视目标还是进入凝视模式后切换到新的凝视目标；
鼠标滚轮，将鼠标光标移动到光电吊舱传回的实时视频画面上并使用滚轮，光电吊舱将根据滚轮的前后滚动来实现对当前锁定目标的变焦。
6.根据权利要求5所述的一种光电吊舱操纵方法，其特征在于，
触屏控制包括：触摸屏单击，使用触摸屏在光电吊舱传回的实时视频画面上触摸屏单击目标，根据当前的模式是否为跟踪模式决定光电吊舱的操作是切换为新的跟踪目标还是进入跟踪模式后切换到新的跟踪目标；
触摸屏长按，使用触摸屏在光电吊舱传回的实时视频画面上触摸屏长按目标，根据当前的模式是否为凝视模式决定光电吊舱的操作是切换为新的凝视目标还是进入凝视模式后切换到新的凝视目标；
触摸屏手势，使用触摸屏在光电吊舱传回的实时视频画面上使用手势操作，光电吊舱将根据手势的缩放来实现对当前锁定目标的变焦。
7.根据权利要求6所述的一种光电吊舱操纵方法，其特征在于，所述摇杆控制为使用地面站硬件自带摇杆或外接操纵杆来实现对光电吊舱的俯仰方位控制、变焦、切换模式操作，使用左右推杆或上下推杆控制俯仰和方位的移动，使用摇杆的变焦旋钮或滚轮实现变焦功能，使用摇杆自带的按钮实现模式的切换。
8.一种光电吊舱操纵系统，其特征在于，该系统包括：
触摸屏：实时接收并显示光电吊舱传送画面，并通过触摸屏对光电吊舱进行控制操纵；
鼠标：通过显示屏显示内容，对光电吊舱进行控制操纵；
摇杆：通过手动操作摇杆对光电吊舱状态进行控制操纵；
处理器：接收光电吊舱传送数据，并向光电吊舱发送触摸屏、鼠标和摇杆的操作指令。
9.根据权利要求8所述的一种光电吊舱操纵系统，其特征在于，所述触摸屏包括指点跟踪模块、指点凝视模块、手势控制模块；所述指点跟踪模块，用于快速切入跟踪锁定模式；所述指点凝视模块，用于快速切入凝视模式；所述手势控制模块用于快速调整光电吊舱视场角大小或电子变焦。
10.根据权利要求9所述的一种光电吊舱操纵系统，其特征在于，所述处理器包括数据处理模块、信息输入输出模块和飞控转发数据模块，数据处理模块将接收到的信息进行逻辑处理，数据处理模块处理后的数据发送给飞控转发数据模块；飞控转发数据模块将数据转发给光电吊舱，实现对控制光电吊舱控制。
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