CN112532557A - 基于ofdm通信的姿态校正系统及方法 - Google Patents

基于ofdm通信的姿态校正系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于OFDM通信的姿态校正系统，包括：图片存储机构，用于存储姿态数据库，所述姿态数据库保存了翼装飞行的各个基准飞行姿态图片；数据比对机构，用于将所述姿态数据库的各个基准飞行姿态图片分别与实时姿态图片执行相似程度分析，并在不存在相似程度超限的基准飞行姿态图片时，发出姿态偏差指令；OFDM通信机构，用于将接收到的姿态偏差指令无线发送给其跟随的翼装飞行员。本发明还涉及一种基于OFDM通信的姿态校正方法。本发明的基于OFDM通信的姿态校正系统及方法跟随及时、校正有效。由于能够对翼装飞行员的当前飞行姿态是否标准进行现场鉴别和实时通知，从而方便翼装飞行员及时调整其飞行姿态。

Description

基于OFDM通信的姿态校正系统及方法
技术领域
本发明涉及OFDM通信领域，尤其涉及一种基于OFDM通信的姿态校正系统及方法。
背景技术
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)即正交频分复用技术，实际上OFDM是MCM(Multi Carrier Modulation)，多载波调制的一种。通过频分复用实现高速串行数据的并行传输,它具有较好的抗多径衰弱的能力，能够支持多用户接入。
OFDM技术由MCM(Multi-Carrier Modulation，多载波调制)发展而来。OFDM技术是多载波传输方案的实现方式之一，它的调制和解调是分别基于IFFT和FFT来实现的，是实现复杂度最低、应用最广的一种多载波传输方案。在通信系统中，信道所能提供的带宽通常比传送一路信号所需的带宽要宽得多。如果一个信道只传送一路信号是非常浪费的，为了能够充分利用信道的带宽，就可以采用频分复用的方法。
OFDM主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰(ISI)。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上可以看成平坦性衰落，从而可以消除码间串扰，而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。
发明内容
为了解决现有技术中的相关技术问题，本发明提供了一种基于OFDM通信的姿态校正系统及方法，能够对翼装飞行员的当前飞行姿态是否标准进行现场鉴别和实时通知，从而方便翼装飞行员及时调整其飞行姿态，达到现场跟随教学的目的和效果。
为此，本发明需要具备以下几处重要的发明点：
(1)采用无人飞行器跟随翼装飞行员以在检测到跟随的翼装飞行员的飞行姿态不标准时，向所述翼装飞行员发送姿态偏差指令以帮助翼装飞行员进行飞行姿态校正；
(2)采用数据比对机构用于将姿态数据库的各个基准飞行姿态图片分别与翼装飞行员的实时姿态图片执行相似程度分析，并在存在相似程度超限的基准飞行姿态图片时，发出姿态标准指令。
根据本发明的一方面，提供了一种基于OFDM通信的姿态校正系统，所述系统包括：
图片存储机构，用于存储姿态数据库，所述姿态数据库保存了翼装飞行的各个基准飞行姿态图片；
数据比对机构，与所述图片存储机构连接，用于将所述姿态数据库的各个基准飞行姿态图片分别与接收到的实时姿态图片执行相似程度分析，并在存在相似程度超限的基准飞行姿态图片时，发出姿态标准指令；
所述数据比对机构还用于在不存在相似程度超限的基准飞行姿态图片时，发出姿态偏差指令；
OFDM通信机构，设置在无人飞行器上，用于将接收到的姿态偏差指令或姿态标准指令无线发送给其跟随的翼装飞行员的无线通信接口；
纽扣式抓拍设备，设置在跟随翼装飞行员的无人飞行器上，用于对所述翼装飞行员所在环境执行定时抓拍操作，以获得当前抓拍图像；
锐化处理设备，位于所述无人飞行器内，与所述纽扣式抓拍设备连接，用于对接收到的当前抓拍图像执行基于USM滤镜的锐化处理，以获得并输出相应的即时锐化图像；
数据插值设备，与所述锐化处理设备连接，用于对接收到的即时锐化图像执行最近邻插值处理，以获得并输出相应的最近邻插值图像；
伽马校正设备，与所述数据插值设备连接，用于对接收到的最近邻插值图像执行伽马校正处理，以获得并输出相应的伽马校正图像；
内容分割机构，设置在所述锐化处理设备的附近，与所述伽马校正设备连接，用于基于翼装飞行服装灰度阈值识别出所述伽马校正图像中的各个飞行服装像素点和各个其他像素点；
图片解析设备，分别与所述数据比对机构和所述内容分割机构连接，用于将所述伽马校正图像中的各个飞行服装像素点组成实时姿态图片；
其中，所述各个飞行服装像素点和所述各个其他像素点共同构成了所述伽马校正图像；
其中，基于翼装飞行服装灰度阈值识别出所述伽马校正图像中的各个飞行服装像素点和各个其他像素点包括：将灰度值在0到翼装飞行服装灰度阈值之间的像素点作为飞行服装像素点。
根据本发明的另一方面，还提供了一种基于OFDM通信的姿态校正方法，所述方法包括：
使用图片存储机构，用于存储姿态数据库，所述姿态数据库保存了翼装飞行的各个基准飞行姿态图片；
使用数据比对机构，与所述图片存储机构连接，用于将所述姿态数据库的各个基准飞行姿态图片分别与接收到的实时姿态图片执行相似程度分析，并在存在相似程度超限的基准飞行姿态图片时，发出姿态标准指令；
所述数据比对机构还用于在不存在相似程度超限的基准飞行姿态图片时，发出姿态偏差指令；
使用OFDM通信机构，设置在无人飞行器上，用于将接收到的姿态偏差指令或姿态标准指令无线发送给其跟随的翼装飞行员的无线通信接口；
使用纽扣式抓拍设备，设置在跟随翼装飞行员的无人飞行器上，用于对所述翼装飞行员所在环境执行定时抓拍操作，以获得当前抓拍图像；
使用锐化处理设备，位于所述无人飞行器内，与所述纽扣式抓拍设备连接，用于对接收到的当前抓拍图像执行基于USM滤镜的锐化处理，以获得并输出相应的即时锐化图像；
使用数据插值设备，与所述锐化处理设备连接，用于对接收到的即时锐化图像执行最近邻插值处理，以获得并输出相应的最近邻插值图像；
使用伽马校正设备，与所述数据插值设备连接，用于对接收到的最近邻插值图像执行伽马校正处理，以获得并输出相应的伽马校正图像；
使用内容分割机构，设置在所述锐化处理设备的附近，与所述伽马校正设备连接，用于基于翼装飞行服装灰度阈值识别出所述伽马校正图像中的各个飞行服装像素点和各个其他像素点；
使用图片解析设备，分别与所述数据比对机构和所述内容分割机构连接，用于将所述伽马校正图像中的各个飞行服装像素点组成实时姿态图片；
其中，所述各个飞行服装像素点和所述各个其他像素点共同构成了所述伽马校正图像；
其中，基于翼装飞行服装灰度阈值识别出所述伽马校正图像中的各个飞行服装像素点和各个其他像素点包括：将灰度值在0到翼装飞行服装灰度阈值之间的像素点作为飞行服装像素点。
本发明的基于OFDM通信的姿态校正系统及方法跟随及时、校正有效。由于能够对翼装飞行员的当前飞行姿态是否标准进行现场鉴别和实时通知，从而方便翼装飞行员及时调整其飞行姿态。
附图说明
以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
图1为根据本发明实施方案示出的基于OFDM通信的姿态校正系统及方法所使用的一种基准飞行姿态图片。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的基于OFDM通信的姿态校正系统及方法的实施方案进行详细说明。
飞行姿态指飞行器的三轴在空中相对于某条参考线或某个参考平面,或某固定的坐标系统间的状态。
飞行器在空中飞行与在地面运动的交通工具不同，它具有各种不同的飞行姿态。这指的是飞机的仰头、低头、左倾斜、右倾斜等变化。飞行姿态决定着飞行器的动向，既影响飞行高度，也影响飞行的方向。低速飞行时，可以靠观察地面，根据地平线的位置可以判断出飞行器的姿态。
飞行中飞行器相对于地面的角位置，通常用三个角度表示：(1)俯仰角,飞机机体纵轴与水平面的夹角；(2)偏航角，飞行器机体纵轴在水平面上的投影与该面上参数线之间的夹角；(3)滚转角，飞行器对称平面与通过飞行器机体纵轴的铅垂平面间的夹角。
现有技术中，翼装飞行的飞行姿态至关重要，其能够决定翼装飞行员的飞行效果和安全程度。然而，飞行姿态的调整目前都不是实时性的，而是翼装飞行员在事后观摩自己的飞行录像和标准的飞行录像并进行比较来确定自己的飞行姿态是否达标，并在后续的飞行中进行改进，显然，这种姿态校正模式无法满足当前的校正需求。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种基于OFDM通信的姿态校正系统及方法，能够有效解决相应的技术问题。
根据本发明实施方案示出的基于OFDM通信的姿态校正系统包括：
图片存储机构，用于存储姿态数据库，所述姿态数据库保存了翼装飞行的各个基准飞行姿态图片，如图1所示，给出了一种基准飞行姿态图片；
数据比对机构，与所述图片存储机构连接，用于将所述姿态数据库的各个基准飞行姿态图片分别与接收到的实时姿态图片执行相似程度分析，并在存在相似程度超限的基准飞行姿态图片时，发出姿态标准指令；
所述数据比对机构还用于在不存在相似程度超限的基准飞行姿态图片时，发出姿态偏差指令；
OFDM通信机构，设置在无人飞行器上，用于将接收到的姿态偏差指令或姿态标准指令无线发送给其跟随的翼装飞行员的无线通信接口；
纽扣式抓拍设备，设置在跟随翼装飞行员的无人飞行器上，用于对所述翼装飞行员所在环境执行定时抓拍操作，以获得当前抓拍图像；
锐化处理设备，位于所述无人飞行器内，与所述纽扣式抓拍设备连接，用于对接收到的当前抓拍图像执行基于USM滤镜的锐化处理，以获得并输出相应的即时锐化图像；
数据插值设备，与所述锐化处理设备连接，用于对接收到的即时锐化图像执行最近邻插值处理，以获得并输出相应的最近邻插值图像；
伽马校正设备，与所述数据插值设备连接，用于对接收到的最近邻插值图像执行伽马校正处理，以获得并输出相应的伽马校正图像；
内容分割机构，设置在所述锐化处理设备的附近，与所述伽马校正设备连接，用于基于翼装飞行服装灰度阈值识别出所述伽马校正图像中的各个飞行服装像素点和各个其他像素点；
图片解析设备，分别与所述数据比对机构和所述内容分割机构连接，用于将所述伽马校正图像中的各个飞行服装像素点组成实时姿态图片；
其中，所述各个飞行服装像素点和所述各个其他像素点共同构成了所述伽马校正图像；
其中，基于翼装飞行服装灰度阈值识别出所述伽马校正图像中的各个飞行服装像素点和各个其他像素点包括：将灰度值在0到翼装飞行服装灰度阈值之间的像素点作为飞行服装像素点。
接着，继续对本发明的基于OFDM通信的姿态校正系统的具体结构进行进一步的说明。
在所述基于OFDM通信的姿态校正系统中：
基于翼装飞行服装灰度阈值识别出所述伽马校正图像中的各个飞行服装像素点和各个其他像素点包括：将灰度值在翼装飞行服装灰度阈值到255之间的像素点作为其他像素点。
所述基于OFDM通信的姿态校正系统中还可以包括：
数据定位机构，设置在所述无人飞行器上，用于提供所述无人飞行器的卫星导航数据以作为第一导航数据。
在所述基于OFDM通信的姿态校正系统中：
所述OFDM通信机构还用于从所述无人飞行器跟随的翼装飞行员的无线通信接口处获取跟随的翼装飞行员的导航数据以作为第二导航数据。
所述基于OFDM通信的姿态校正系统中还可以包括：
动力驱动机构，设置在所述无人飞行器上，分别与所述数据定位机构和所述OFDM通信机构连接；
其中，所述动力驱动机构用于基于接收到的第一导航数据和第二导航数据决定对无人飞行器的驱动的方向和速度。
根据本发明实施方案示出的基于OFDM通信的姿态校正方法包括：
使用图片存储机构，用于存储姿态数据库，所述姿态数据库保存了翼装飞行的各个基准飞行姿态图片，如图1所示，给出了一种基准飞行姿态图片；
使用数据比对机构，与所述图片存储机构连接，用于将所述姿态数据库的各个基准飞行姿态图片分别与所述实时姿态图片执行相似程度分析，并在存在相似程度超限的基准飞行姿态图片时，发出姿态标准指令；
所述数据比对机构还用于在不存在相似程度超限的基准飞行姿态图片时，发出姿态偏差指令；
使用OFDM通信机构，设置在无人飞行器上，用于将接收到的姿态偏差指令或姿态标准指令无线发送给其跟随的翼装飞行员的无线通信接口；
使用纽扣式抓拍设备，设置在跟随翼装飞行员的无人飞行器上，用于对所述翼装飞行员所在环境执行定时抓拍操作，以获得当前抓拍图像；
使用锐化处理设备，位于所述无人飞行器内，与所述纽扣式抓拍设备连接，用于对接收到的当前抓拍图像执行基于USM滤镜的锐化处理，以获得并输出相应的即时锐化图像；
使用数据插值设备，与所述锐化处理设备连接，用于对接收到的即时锐化图像执行最近邻插值处理，以获得并输出相应的最近邻插值图像；
使用伽马校正设备，与所述数据插值设备连接，用于对接收到的最近邻插值图像执行伽马校正处理，以获得并输出相应的伽马校正图像；
使用内容分割机构，设置在所述锐化处理设备的附近，与所述伽马校正设备连接，用于基于翼装飞行服装灰度阈值识别出所述伽马校正图像中的各个飞行服装像素点和各个其他像素点；
使用图片解析设备，分别与所述数据比对机构和所述内容分割机构连接，用于将所述伽马校正图像中的各个飞行服装像素点组成实时姿态图片；
其中，所述各个飞行服装像素点和所述各个其他像素点共同构成了所述伽马校正图像；
其中，基于翼装飞行服装灰度阈值识别出所述伽马校正图像中的各个飞行服装像素点和各个其他像素点包括：将灰度值在0到翼装飞行服装灰度阈值之间的像素点作为飞行服装像素点。
接着，继续对本发明的基于OFDM通信的姿态校正方法的具体步骤进行进一步的说明。
所述基于OFDM通信的姿态校正方法中：
基于翼装飞行服装灰度阈值识别出所述伽马校正图像中的各个飞行服装像素点和各个其他像素点包括：将灰度值在翼装飞行服装灰度阈值到255之间的像素点作为其他像素点。
所述基于OFDM通信的姿态校正方法还可以包括：
使用数据定位机构，设置在所述无人飞行器上，用于提供所述无人飞行器的卫星导航数据以作为第一导航数据。
所述基于OFDM通信的姿态校正方法中：
所述OFDM通信机构还用于从所述无人飞行器跟随的翼装飞行员的无线通信接口处获取跟随的翼装飞行员的导航数据以作为第二导航数据。
所述基于OFDM通信的姿态校正方法还可以包括：
使用动力驱动机构，设置在所述无人飞行器上，分别与所述数据定位机构和所述OFDM通信机构连接；
其中，所述动力驱动机构用于基于接收到的第一导航数据和第二导航数据决定对无人飞行器的驱动的方向和速度。
另外，所述数据定位机构采用GPS导航模式执行定位操作。
最初的GPS计划在美国联合计划局的领导下诞生了，该方案将24颗卫星放置在互成120度的三个轨道上。每个轨道上有8颗卫星，地球上任何一点均能观测到6至9颗卫星。这样，粗码精度可达100m，精码精度为10m。由于预算压缩，GPS计划不得不减少卫星发射数量，改为将18颗卫星分布在互成60度的6个轨道上，然而这一方案使得卫星可靠性得不到保障。1988年又进行了最后一次修改：21颗工作星和3颗备用星工作在互成60度的6条轨道上。这也是GPS卫星所使用的工作方式。
GPS导航系统是以全球24颗定位人造卫星为基础，向全球各地全天候地提供三维位置、三维速度等信息的一种无线电导航定位系统。它由三部分构成，一是地面控制部分，由主控站、地面天线、监测站及通讯辅助系统组成。二是空间部分，由24颗卫星组成，分布在6个轨道平面。三是用户装置部分，由GPS接收机和卫星天线组成。民用的定位精度可达10米内。
最后应注意到的是，在本发明各个实施例中的各功能设备可以集成在一个处理设备中，也可以是各个设备单独物理存在，也可以两个或两个以上设备集成在一个设备中。
所述功能如果以软件功能设备的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于OFDM通信的姿态校正系统，其特征在于，所述系统包括：
图片存储机构，用于存储姿态数据库，所述姿态数据库保存了翼装飞行的各个基准飞行姿态图片；
数据比对机构，与所述图片存储机构连接，用于将所述姿态数据库的各个基准飞行姿态图片分别与接收到的实时姿态图片执行相似程度分析，并在存在相似程度超限的基准飞行姿态图片时，发出姿态标准指令；
所述数据比对机构还用于在不存在相似程度超限的基准飞行姿态图片时，发出姿态偏差指令；
OFDM通信机构，设置在无人飞行器上，用于将接收到的姿态偏差指令或姿态标准指令无线发送给其跟随的翼装飞行员的无线通信接口；
纽扣式抓拍设备，设置在跟随翼装飞行员的无人飞行器上，用于对所述翼装飞行员所在环境执行定时抓拍操作，以获得当前抓拍图像；
锐化处理设备，位于所述无人飞行器内，与所述纽扣式抓拍设备连接，用于对接收到的当前抓拍图像执行基于USM滤镜的锐化处理，以获得并输出相应的即时锐化图像；
数据插值设备，与所述锐化处理设备连接，用于对接收到的即时锐化图像执行最近邻插值处理，以获得并输出相应的最近邻插值图像；
伽马校正设备，与所述数据插值设备连接，用于对接收到的最近邻插值图像执行伽马校正处理，以获得并输出相应的伽马校正图像；
内容分割机构，设置在所述锐化处理设备的附近，与所述伽马校正设备连接，用于基于翼装飞行服装灰度阈值识别出所述伽马校正图像中的各个飞行服装像素点和各个其他像素点；
图片解析设备，分别与所述数据比对机构和所述内容分割机构连接，用于将所述伽马校正图像中的各个飞行服装像素点组成实时姿态图片；
其中，所述各个飞行服装像素点和所述各个其他像素点共同构成了所述伽马校正图像；
其中，基于翼装飞行服装灰度阈值识别出所述伽马校正图像中的各个飞行服装像素点和各个其他像素点包括：将灰度值在0到翼装飞行服装灰度阈值之间的像素点作为飞行服装像素点。
2.如权利要求1所述的基于OFDM通信的姿态校正系统，其特征在于：
基于翼装飞行服装灰度阈值识别出所述伽马校正图像中的各个飞行服装像素点和各个其他像素点包括：将灰度值在翼装飞行服装灰度阈值到255之间的像素点作为其他像素点。
3.如权利要求2所述的基于OFDM通信的姿态校正系统，其特征在于，所述系统还包括：
数据定位机构，设置在所述无人飞行器上，用于提供所述无人飞行器的卫星导航数据以作为第一导航数据。
4.如权利要求3所述的基于OFDM通信的姿态校正系统，其特征在于：
所述OFDM通信机构还用于从所述无人飞行器跟随的翼装飞行员的无线通信接口处获取跟随的翼装飞行员的导航数据以作为第二导航数据。
5.如权利要求4所述的基于OFDM通信的姿态校正系统，其特征在于，所述系统还包括：
动力驱动机构，设置在所述无人飞行器上，分别与所述数据定位机构和所述OFDM通信机构连接；
其中，所述动力驱动机构用于基于接收到的第一导航数据和第二导航数据决定对无人飞行器的驱动的方向和速度。
6.一种基于OFDM通信的姿态校正方法，其特征在于，所述方法包括：
使用图片存储机构，用于存储姿态数据库，所述姿态数据库保存了翼装飞行的各个基准飞行姿态图片；
使用数据比对机构，与所述图片存储机构连接，用于将所述姿态数据库的各个基准飞行姿态图片分别与所述实时姿态图片执行相似程度分析，并在存在相似程度超限的基准飞行姿态图片时，发出姿态标准指令；
所述数据比对机构还用于在不存在相似程度超限的基准飞行姿态图片时，发出姿态偏差指令；
使用OFDM通信机构，设置在无人飞行器上，用于将接收到的姿态偏差指令或姿态标准指令无线发送给其跟随的翼装飞行员的无线通信接口；
使用纽扣式抓拍设备，设置在跟随翼装飞行员的无人飞行器上，用于对所述翼装飞行员所在环境执行定时抓拍操作，以获得当前抓拍图像；
使用锐化处理设备，位于所述无人飞行器内，与所述纽扣式抓拍设备连接，用于对接收到的当前抓拍图像执行基于USM滤镜的锐化处理，以获得并输出相应的即时锐化图像；
使用数据插值设备，与所述锐化处理设备连接，用于对接收到的即时锐化图像执行最近邻插值处理，以获得并输出相应的最近邻插值图像；
使用伽马校正设备，与所述数据插值设备连接，用于对接收到的最近邻插值图像执行伽马校正处理，以获得并输出相应的伽马校正图像；
使用内容分割机构，设置在所述锐化处理设备的附近，与所述伽马校正设备连接，用于基于翼装飞行服装灰度阈值识别出所述伽马校正图像中的各个飞行服装像素点和各个其他像素点；
使用图片解析设备，分别与所述数据比对机构和所述内容分割机构连接，用于将所述伽马校正图像中的各个飞行服装像素点组成实时姿态图片；
其中，所述各个飞行服装像素点和所述各个其他像素点共同构成了所述伽马校正图像；
其中，基于翼装飞行服装灰度阈值识别出所述伽马校正图像中的各个飞行服装像素点和各个其他像素点包括：将灰度值在0到翼装飞行服装灰度阈值之间的像素点作为飞行服装像素点。
7.如权利要求6所述的基于OFDM通信的姿态校正方法，其特征在于：
基于翼装飞行服装灰度阈值识别出所述伽马校正图像中的各个飞行服装像素点和各个其他像素点包括：将灰度值在翼装飞行服装灰度阈值到255之间的像素点作为其他像素点。
8.如权利要求7所述的基于OFDM通信的姿态校正方法，其特征在于，所述方法还包括：
使用数据定位机构，设置在所述无人飞行器上，用于提供所述无人飞行器的卫星导航数据以作为第一导航数据。
9.如权利要求8所述的基于OFDM通信的姿态校正方法，其特征在于：
所述OFDM通信机构还用于从所述无人飞行器跟随的翼装飞行员的无线通信接口处获取跟随的翼装飞行员的导航数据以作为第二导航数据。
10.如权利要求9所述的基于OFDM通信的姿态校正方法，其特征在于，所述方法还包括：
使用动力驱动机构，设置在所述无人飞行器上，分别与所述数据定位机构和所述OFDM通信机构连接；
其中，所述动力驱动机构用于基于接收到的第一导航数据和第二导航数据决定对无人飞行器的驱动的方向和速度。
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