CN115113639A - 一种无人机飞行控制与模拟训练方法及装置 - Google Patents
一种无人机飞行控制与模拟训练方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115113639A CN115113639A CN202210880628.XA CN202210880628A CN115113639A CN 115113639 A CN115113639 A CN 115113639A CN 202210880628 A CN202210880628 A CN 202210880628A CN 115113639 A CN115113639 A CN 115113639A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- unmanned aerial
- aerial vehicle
- flight
- data transmission
- transmission signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 9,10-anthraquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C(=O)C2=C1 RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 98
- 238000004088 simulation Methods 0.000 title claims abstract description 88
- 238000012549 training Methods 0.000 title claims abstract description 63
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 57
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 116
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 54
- 230000015654 memory Effects 0.000 claims description 17
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 4
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 claims description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 17
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 2
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 238000013473 artificial intelligence Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/08—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw
- G05D1/0808—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw specially adapted for aircraft
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions
- G05D1/101—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
本发明公开了一种无人机飞行控制与模拟训练方法及装置，该方法包括：无人机虚拟飞行子系统、模拟环境子系统和模拟训练平台；无人机虚拟飞行子系统包括无人机数传信号处理模块、无人机虚拟代理生成模块、飞行控制模块；无人机数传信号处理模块获取并处理无人机数传信号数据信息；无人机虚拟代理生成模块在虚拟场景中生成无人机的虚拟代理；飞行控制模块采集无人机的飞行控制信号,利用无人机数传信号处理模块将飞行控制信号发送给无人机；模拟环境子系统，在虚拟场景中对无人机的虚拟代理飞行状态进行模拟显示；模拟训练平台在没有无人机数传信号数据信息输入时，实现模拟飞行训练。本发明有效解决了无人机飞行控制距离近、训练手段少等难题。
Description
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机飞行控制与模拟训练方法及装置。
背景技术
虚拟仿真(Virtual Reality,VR)技术是二十世纪末兴起的一门新的综合性科学信息技术，它是计算机图形学、计算机技术、多媒体技术、信息技术、仿真技术、计算机视觉、软件工程、语音识别与合成技术、传感与测量技术及人工智能等多种高新技术集成的结晶。VR现如今已经逐渐形成一个成熟的技术，并且技术也在不断地进步。现阶段该技术已经应用于多个方面，不仅可以利用虚拟现实技术模拟军事演习、训练等军事环境，还可以应于医疗中来精确地模拟手术。
无人机作为新型飞行工具，整体体积相对较小，结构较为简单，重量较轻，使用成本较低，在运行过程中，有着较强的灵活性。近年来无人机技术在国内外展开了广泛应用，该领域相关技术取得了长足的发展。利用VR技术也可以精确地控制现实中的无人机飞行，同时，利用无人机模拟器在虚拟现实的仿真，借助VR技术开展无人机沉浸式教学，节约办学成本，减少无人机设备的损耗，让学生通过大量无人机模拟教学仿真训练来掌握飞行技巧和技能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种无人机飞行控制与模拟训练方法及装置，解决无人机飞行控制信号传输距离的限制，导致无人机可视化飞行控制距离大打折扣以及基于VR技术的无人机模拟技术与无人机飞行控制参数对接不紧密，导致无人机飞行控制训练缺乏有效手段的问题。
为了解决上述技术问题，本发明实施例第一方面公开了一种无人机飞行控制与模拟训练方法，所述方法包括无人机虚拟飞行子系统、模拟环境子系统和模拟训练平台；
所述无人机虚拟飞行子系统，包括无人机数传信号处理模块、无人机虚拟代理生成模块、飞行控制模块；
所述无人机虚拟飞行子系统，利用所述无人机数传信号处理模块、无人机虚拟代理生成模块、飞行控制模块实现无人机飞行控制方法；
所述模拟环境子系统，在虚拟场景中，对无人机的虚拟代理飞行状态进行模拟显示，在接收到反映无人机飞行状态变化的无人机数传信号数据信息后，对虚拟代理的飞行姿态及位置进行更新，并继续模拟飞行；
所述模拟训练平台，在没有无人机数传信号数据信息输入时，利用所述飞行控制模块，输入飞行控制信号，融合无人机虚拟代理、周边环境以及对重力和风力的模拟，实现无人机模拟训练方法。
作为一种可选的实施方式，本发明实施例第一方面中，所述无人机虚拟飞行子系统，包括无人机数传信号处理模块、无人机虚拟代理生成模块、飞行控制模块；
所述无人机数传信号处理模块，获取并处理无人机数传信号数据信息；
所述无人机虚拟代理生成模块，根据所述无人机数传信号数据信息，在虚拟场景中生成无人机的虚拟代理；
所述飞行控制模块，采集无人机的飞行控制信号，利用所述无人机数传信号处理模块，将所述无人机的飞行控制信号发送给无人机。
作为一种可选的实施方式，本发明实施例第一方面中，所述无人机虚拟飞行子系统，利用所述无人机数传信号处理模块、无人机虚拟代理生成模块、飞行控制模块实现无人机飞行控制方法，包括：
S1，所述模拟环境子系统，利用三维地理信息模型，对无人机所处环境进行空间地形模拟，得到无人机空间地形模拟信息；
S2，所述无人机数传信号处理模块，获取无人机数传信号数据信息，将所述无人机数传信号数据信息发送给所述无人机虚拟代理生成模块；
S3，所述无人机虚拟代理生成模块，根据所述无人机数传信号数据信息和所述无人机空间地形模拟信息，在虚拟场景中生成无人机的虚拟代理，发送模拟飞行景况给驾驶员；
S4，驾驶员根据所述模拟飞行景况操控无人机飞行，无人机飞行时产生无人机第一飞行数传信号数据信息；所述飞行控制模块将所述无人机第一飞行数传信号数据信息发送给所述无人机数传信号处理模块；
S5，重复S1～S4，当接收到停止指令后结束无人机飞行控制；
作为一种可选的实施方式，本发明实施例第一方面中，所述模拟训练平台，在没有无人机数传信号数据信息输入时，利用所述飞行控制模块，输入飞行控制信号，融合无人机虚拟代理、周边环境以及对重力和风力的模拟，实现无人机模拟训练方法，包括：
S6，所述模拟环境子系统，利用三维地理信息模型，对无人机所处环境进行空间地形模拟，得到无人机空间地形模拟信息；
S7，所述无人机数传信号处理模块，获取用户设置的初始化虚拟飞行参数信息；
S8，所述无人机虚拟代理生成模块，根据所述用户设置的初始化虚拟飞行参数信息和所述无人机空间地形模拟信息，在虚拟场景中生成无人机的虚拟代理，发送模拟飞行景况给参训人员，
S9，所述参训人员，利用所述飞行控制模块，融合所述模拟飞行景况实现模拟飞行训练；无人机模拟飞行时产生无人机第二飞行数传信号数据信息；所述飞行控制模块将所述无人机第二飞行数传信号数据信息发送给所述无人机数传信号处理模块；
S10，重复S6～S9，当接收到停止指令后结束无人机飞行模拟训练。
作为一种可选的实施方式，本发明实施例第一方面中，所述无人机数传信号处理模块，获取并处理无人机数传信号数据信息，包括：
所述无人机数传信号处理模块，包括可接收无人机数传信号数据信息，并将其转化为虚拟代理的飞行参数的接口程序，获取并处理无人机数传信号数据信息；
所述无人机数传信号数据信息包括无人机飞行高度信息、速度信息、飞行姿态数据信息。
作为一种可选的实施方式，本发明实施例第一方面中，所述无人机虚拟代理生成模块，根据所述无人机数传信号数据信息，在虚拟场景中生成无人机的虚拟代理，方法包括：
S21，利用三维参数化设计模型对无人机外形进行仿真建模，得到外形仿真模型；
S22，利用物理仿真引擎对所述外形仿真模型进行标定，得到碰撞检测包围边界，并设定无人机虚拟代理重量；
S23，利用所述无人机数传信号处理模块，对所述无人机数传信号数据信息进行解析，得到无人机卫星定位位置信息，并确定无人机虚拟代理在模拟环境子系统的空间坐标位置；
S24，利用所述无人机数传信号处理模块，对所述无人机数传信号数据信息进行解析，得到无人机飞行姿态数据；根据所述无人机飞行姿态数据，确定无人机虚拟代理的仿真飞行姿态。
作为一种可选的实施方式，本发明实施例第一方面中，所述模拟环境子系统，在系统启动时，模拟以无人机虚拟代理经纬坐标为中心，半径10km范围内的真实地形环境，模拟地形精度30m，并将无人机虚拟代理与模拟环境结合显示在虚拟场景中。
作为一种可选的实施方式，本发明实施例第一方面中，所述模拟训练平台还包括：
利用无人机虚拟代理生成模块根据使用者需要在模拟环境中生成无人机虚拟代理；
利用飞行控制模块，在虚拟场景中直接控制无人机虚拟代理完成虚拟飞行。
本发明第二方面公开了一种无人机飞行控制与模拟训练装置，所述装置包括：
存储有可执行程序代码的存储器；
与所述存储器耦合的处理器；
所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行如权利要求1-8任一项所述的无人机飞行控制与模拟训练方法。
本发明第三方面公开了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被调用时，用于执行如权利要求1-8任一项所述的无人机飞行控制与模拟训练方法。
与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：
本发明实施例中，在无人机数传信号处理模块、无人机虚拟代理生成模块、飞行控制模块以及模拟环境子系统和模拟训练平台的配合作用下，实现了依据无人机数传数据信息和模拟环境中的无人机虚拟代理的虚拟飞行，对现实中的无人机实施有效的飞行控制，并能够在模拟环境中对无人机进行飞行控制训练。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1是本发明实施例公开的一种无人机飞行控制与模拟训练方法的结构示意图；
图2是本发明实施例公开的一种无人机飞行控制与模拟训练方法的流程示意图；
图3是本发明实施例公开的一种无人机飞行控制与模拟训练方法中模拟环境子系统的工作流程示意图；
图4是本发明实施例公开的一种无人机飞行控制与模拟训练装置示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本发明公开了一种无人机飞行控制与模拟训练方法及装置，该方法包括无人机虚拟飞行子系统、模拟环境子系统和模拟训练平台；无人机虚拟飞行子系统包括无人机数传信号处理模块、无人机虚拟代理生成模块、飞行控制模块；无人机数传信号处理模块获取并处理无人机数传信号数据信息；无人机虚拟代理生成模块在虚拟场景中生成无人机的虚拟代理；飞行控制模块采集无人机的飞行控制信号,利用无人机数传信号处理模块将飞行控制信号发送给无人机；模拟环境子系统，在虚拟场景中对无人机的虚拟代理飞行状态进行模拟显示；模拟训练平台在没有无人机数传信号数据信息输入时，实现模拟飞行训练。
实施例一
请参阅图1，图1是本发明实施例公开的一种无人机飞行控制与模拟训练方法的结构示意图；如图1所示，该方法包括无人机虚拟飞行子系统、模拟环境子系统和模拟训练平台；
无人机虚拟飞行子系统包括无人机数传信号处理模块、无人机虚拟代理生成模块、飞行控制模块；
无人机数传信号处理模块，用于获取并处理无人机数传信号数据信息；
无人机虚拟代理生成模块，根据无人机数传信号数据信息，在虚拟场景中生成无人机的虚拟代理；
飞行控制模块，用来采集无人机的飞行控制信号；
飞行控制模块，利用无人机数传信号处理模块将无人机的飞行控制信号发送给无人机；飞行控制模块由飞行控制设备构成，包括无人机数字遥控器，控制信号包括控制飞机发动机转速、俯仰角、偏航角度及滚转角等；
模拟环境子系统，在虚拟场景中，对无人机的虚拟代理飞行状态进行模拟显示；
模拟环境子系统，在接收到反映无人机飞行状态变化的无人机数传信号数据信息后，对虚拟代理的飞行姿态及位置进行更新，并继续模拟飞行；
模拟训练平台，在没有无人机数传信号数据信息输入时，利用飞行控制模块，输入飞行控制信号，融合无人机虚拟代理、周边环境以及对重力和风力的模拟，实现模拟飞行训练。
实施例二
图2是本发明实施例公开的一种无人机飞行控制与模拟训练方法的流程示意图；该方法包括：
无人机虚拟飞行子系统，包括无人机数传信号处理模块、无人机虚拟代理生成模块、飞行控制模块；
所述无人机数传信号处理模块，获取并处理无人机数传信号数据信息；
所述无人机虚拟代理生成模块，根据所述无人机数传信号数据信息，在虚拟场景中生成无人机的虚拟代理；
所述飞行控制模块，采集无人机的飞行控制信号，利用所述无人机数传信号处理模块，将所述无人机的飞行控制信号发送给无人机。
可选的，无人机虚拟飞行子系统，利用所述无人机数传信号处理模块、无人机虚拟代理生成模块、飞行控制模块实现无人机飞行控制方法，包括：
S1，所述模拟环境子系统，利用三维地理信息模型，对无人机所处环境进行空间地形模拟，得到无人机空间地形模拟信息；
S2，所述无人机数传信号处理模块，获取无人机数传信号数据信息，将所述无人机数传信号数据信息发送给所述无人机虚拟代理生成模块；
S3，所述无人机虚拟代理生成模块，根据所述无人机数传信号数据信息和所述无人机空间地形模拟信息，在虚拟场景中生成无人机的虚拟代理，发送模拟飞行景况给驾驶员；
S4，驾驶员根据所述模拟飞行景况操控无人机飞行，无人机飞行时产生无人机第一飞行数传信号数据信息；所述飞行控制模块将所述无人机第一飞行数传信号数据信息发送给所述无人机数传信号处理模块；
S5，重复S1～S4，当接收到停止指令后结束无人机飞行控制；
可选的，模拟训练平台，在没有无人机数传信号数据信息输入时，利用所述飞行控制模块，输入飞行控制信号，融合无人机虚拟代理、周边环境以及对重力和风力的模拟，实现无人机模拟训练方法，包括：
S6，所述模拟环境子系统，利用三维地理信息模型，对无人机所处环境进行空间地形模拟，得到无人机空间地形模拟信息；
可选的，三维地理信息模型可以使用三维GIS系统，对无人机所处环境进行空间地形模拟；具体做法将DEM(Digital Elevation Model)数据生成为瓦片化的网格，模拟起伏三维地形，具体算法如图3所示；
所述模拟环境子系统，在接收到反映无人机飞行状态变化的无人机数传信号数据信息后，对虚拟代理的飞行姿态及位置进行更新，并继续模拟飞行；
S7，所述无人机数传信号处理模块，获取用户设置的初始化虚拟飞行参数信息；
S8，所述无人机虚拟代理生成模块，根据所述用户设置的初始化虚拟飞行参数信息和所述无人机空间地形模拟信息，在虚拟场景中生成无人机的虚拟代理，发送模拟飞行景况给参训人员，
S9，所述参训人员，利用所述飞行控制模块，融合所述模拟飞行景况实现模拟飞行训练；无人机模拟飞行时产生无人机第二飞行数传信号数据信息；所述飞行控制模块将所述无人机第二飞行数传信号数据信息发送给所述无人机数传信号处理模块；
S10，重复S6～S9，当接收到停止指令后结束无人机飞行模拟训练。
可选的，无人机数传信号处理模块，包括可接收无人机数传信号数据信息，并将其转化为虚拟代理的飞行参数的接口程序，获取并处理无人机数传信号数据信息；
所述无人机数传信号数据信息包括无人机飞行高度信息、速度信息、飞行姿态数据信息。
可选的，无人机虚拟代理生成模块，根据所述无人机数传信号数据信息，在虚拟场景中生成无人机的虚拟代理，方法包括：
S21，利用三维参数化设计模型对无人机外形进行仿真建模，得到外形仿真模型；
可选的，三维参数化设计模型可以选用solidwork软件；
S22，利用物理仿真引擎对所述外形仿真模型进行标定，得到碰撞检测包围边界，并设定无人机虚拟代理重量；
S23，利用所述无人机数传信号处理模块，对所述无人机数传信号数据信息进行解析，得到无人机卫星定位位置信息，并确定无人机虚拟代理在模拟环境子系统的空间坐标位置；
S24，利用所述无人机数传信号处理模块，对所述无人机数传信号数据信息进行解析，得到无人机飞行姿态数据；根据所述无人机飞行姿态数据，确定无人机虚拟代理的仿真飞行姿态。
可选的，其姿态数据解算算法如下：
设机体坐标系，机头方向为x轴，机体水平向右为y轴，垂直机体向下为z轴，符合右手定则；仿真环境坐标系，x轴方向朝北，y轴方向朝东，z轴方向朝地面，符合右手定则；机体系x、y轴在水平面的投影为航向坐标系的x、y轴，竖直向下为z轴；姿态角是俯仰角(pitch)、滚转角(roll)和偏航角(yaw)的合称，分别使用α,β,γ表示；
起飞前，标定无人机的虚拟代理初始姿态角α0,β0,γ0，无人机数传信号处理模块接收并处理无人机陀螺仪回传的角速度ωx、ωy、ωz，则：
代入α0,β0,γ0，通过对α′,β′,γ′积分得到一个信号周期时间后的α,β,γ姿态角，以确定无人机的虚拟代理的仿真飞行姿态。
可选的，模拟环境子系统，在系统启动时，模拟以无人机虚拟代理经纬坐标为中心，半径10km范围内的真实地形环境，模拟地形精度30m，并将无人机虚拟代理与模拟环境结合显示在虚拟场景中。
可选的，模拟训练平台还包括：
利用无人机虚拟代理生成模块，根据使用者需要，在模拟环境中生成无人机虚拟代理；
利用飞行控制模块，在虚拟场景中直接控制无人机虚拟代理完成虚拟飞行。
可选的，无人机虚拟代理生成模块，根据无人机本体的飞行状态更新无人机虚拟代理的虚拟飞行状态，实现在模拟场景中的虚拟飞行。
可见，在无人机数传信号处理模块、无人机虚拟代理生成模块、飞行控制模块以及模拟环境子系统和模拟训练平台的配合作用下，实现了依据无人机数传数据信息和模拟环境中的无人机代理的虚拟飞行对现实中的无人机实施有效的飞行控制，并能够在模拟环境中对无人机进行飞行控制训练。
实施例三
请参阅图4，图4是本发明实施例公开的一种无人机飞行控制与模拟训练装置示意图，如图4所示，该装置可以包括：
存储有可执行程序代码的存储器201；
与存储器201耦合的处理器202；
处理器202调用存储器201中存储的可执行程序代码，用于执行实施例一和实施例二所描述的无人机飞行控制与模拟训练方法中的步骤。
实施例四
本发明实施例公开了一种计算机读存储介质，其存储用于电子数据交换的计算机程序，其中，该计算机程序使得计算机执行实施例一和实施例二所描述的无人机飞行控制与模拟训练方法中的步骤。
以上所描述的装置实施例仅是示意性的，其中作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施例的具体描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,存储介质包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存储器(Random Access Memory，RAM)、可编程只读存储器(Programmable Read-only Memory，PROM)、可擦除可编程只读存储器(ErasableProgrammable Read Only Memory，EPROM)、一次可编程只读存储器(One-timeProgrammable Read-Only Memory，OTPROM)、电子抹除式可复写只读存储器(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(CompactDisc Read-Only Memory，CD-ROM)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。
最后应说明的是：本发明实施例公开的一种无人机飞行控制与模拟训练方法及装置所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各项实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明各项实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种无人机飞行控制与模拟训练方法，其特征在于，所述方法包括无人机虚拟飞行子系统、模拟环境子系统和模拟训练平台；
所述无人机虚拟飞行子系统，包括无人机数传信号处理模块、无人机虚拟代理生成模块、飞行控制模块；
所述无人机虚拟飞行子系统，利用所述无人机数传信号处理模块、无人机虚拟代理生成模块、飞行控制模块实现无人机飞行控制方法；
所述模拟环境子系统，在虚拟场景中，对无人机的虚拟代理飞行状态进行模拟显示，在接收到反映无人机飞行状态变化的无人机数传信号数据信息后，对虚拟代理的飞行姿态及位置进行更新，并继续模拟飞行；
所述模拟训练平台，在没有无人机数传信号数据信息输入时，利用所述飞行控制模块，输入飞行控制信号，融合无人机虚拟代理、周边环境以及对重力和风力的模拟，实现无人机模拟训练方法。
2.根据权利要求1所述的无人机飞行控制与模拟训练方法，其特征在于，所述无人机虚拟飞行子系统，包括无人机数传信号处理模块、无人机虚拟代理生成模块、飞行控制模块；
所述无人机数传信号处理模块，获取并处理无人机数传信号数据信息；
所述无人机虚拟代理生成模块，根据所述无人机数传信号数据信息，在虚拟场景中生成无人机的虚拟代理；
所述飞行控制模块，采集无人机的飞行控制信号，利用所述无人机数传信号处理模块，将所述无人机的飞行控制信号发送给无人机。
3.根据权利要求1所述的无人机飞行控制与模拟训练方法，其特征在于，所述无人机虚拟飞行子系统，利用所述无人机数传信号处理模块、无人机虚拟代理生成模块、飞行控制模块实现无人机飞行控制方法，包括：
S1，所述模拟环境子系统，利用三维地理信息模型，对无人机所处环境进行空间地形模拟，得到无人机空间地形模拟信息；
S2，所述无人机数传信号处理模块，获取无人机数传信号数据信息，将所述无人机数传信号数据信息发送给所述无人机虚拟代理生成模块；
S3，所述无人机虚拟代理生成模块，根据所述无人机数传信号数据信息和所述无人机空间地形模拟信息，在虚拟场景中生成无人机的虚拟代理，发送模拟飞行景况给驾驶员；
S4，驾驶员根据所述模拟飞行景况操控无人机飞行，无人机飞行时产生无人机第一飞行数传信号数据信息；所述飞行控制模块将所述无人机第一飞行数传信号数据信息发送给所述无人机数传信号处理模块；
S5，重复S1～S4，当接收到停止指令后结束无人机飞行控制。
4.根据权利要求1所述的无人机飞行控制与模拟训练方法，其特征在于，所述模拟训练平台，在没有无人机数传信号数据信息输入时，利用所述飞行控制模块，输入飞行控制信号，融合无人机虚拟代理、周边环境以及对重力和风力的模拟，实现无人机模拟训练方法，包括：
S6，所述模拟环境子系统，利用三维地理信息模型，对无人机所处环境进行空间地形模拟，得到无人机空间地形模拟信息；
S7，所述无人机数传信号处理模块，获取用户设置的初始化虚拟飞行参数信息；
S8，所述无人机虚拟代理生成模块，根据所述用户设置的初始化虚拟飞行参数信息和所述无人机空间地形模拟信息，在虚拟场景中生成无人机的虚拟代理，发送模拟飞行景况给参训人员，
S9，所述参训人员，利用所述飞行控制模块，融合所述模拟飞行景况实现模拟飞行训练；无人机模拟飞行时产生无人机第二飞行数传信号数据信息；所述飞行控制模块将所述无人机第二飞行数传信号数据信息发送给所述无人机数传信号处理模块；
S10，重复S6～S9，当接收到停止指令后结束无人机飞行模拟训练。
5.根据权利要求1所述的无人机飞行控制与模拟训练方法，其特征在于，所述无人机数传信号处理模块，获取并处理无人机数传信号数据信息，包括：
所述无人机数传信号处理模块，包括可接收无人机数传信号数据信息，并将其转化为虚拟代理的飞行参数的接口程序，获取并处理无人机数传信号数据信息；
所述无人机数传信号数据信息包括无人机飞行高度信息、速度信息、飞行姿态数据信息。
6.根据权利要求1所述的无人机飞行控制与模拟训练方法，其特征在于，所述无人机虚拟代理生成模块，根据所述无人机数传信号数据信息，在虚拟场景中生成无人机的虚拟代理，方法包括：
S21，利用三维参数化设计模型对无人机外形进行仿真建模，得到外形仿真模型；
S22，利用物理仿真引擎对所述外形仿真模型进行标定，得到碰撞检测包围边界，并设定无人机虚拟代理重量；
S23，利用所述无人机数传信号处理模块，对所述无人机数传信号数据信息进行解析，得到无人机卫星定位位置信息，并确定无人机虚拟代理在模拟环境子系统的空间坐标位置；
S24，利用所述无人机数传信号处理模块，对所述无人机数传信号数据信息进行解析，得到无人机飞行姿态数据；根据所述无人机飞行姿态数据，确定无人机虚拟代理的仿真飞行姿态。
7.根据权利要求1所述的无人机飞行控制与模拟训练方法，其特征在于，所述模拟环境子系统，在系统启动时，模拟以无人机虚拟代理经纬坐标为中心，半径10km范围内的真实地形环境，模拟地形精度30m，并将无人机虚拟代理与模拟环境结合显示在虚拟场景中。
8.根据权利要求1所述的无人机飞行控制与模拟训练方法，其特征在于，所述模拟训练平台还包括：
利用无人机虚拟代理生成模块，根据使用者需要，在模拟环境中生成无人机虚拟代理；
利用飞行控制模块，在虚拟场景中直接控制无人机虚拟代理完成虚拟飞行。
9.一种无人机飞行控制与模拟训练装置，其特征在于，所述装置包括：
存储有可执行程序代码的存储器；
与所述存储器耦合的处理器；
所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行如权利要求1-8任一项所述的无人机飞行控制与模拟训练方法。
10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被调用时，用于执行如权利要求1-8任一项所述的无人机飞行控制与模拟训练方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210880628.XA CN115113639B (zh) | 2022-07-25 | 2022-07-25 | 一种无人机飞行控制与模拟训练方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210880628.XA CN115113639B (zh) | 2022-07-25 | 2022-07-25 | 一种无人机飞行控制与模拟训练方法及装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115113639A true CN115113639A (zh) | 2022-09-27 |
| CN115113639B CN115113639B (zh) | 2023-05-05 |
Family
ID=83335390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210880628.XA Active CN115113639B (zh) | 2022-07-25 | 2022-07-25 | 一种无人机飞行控制与模拟训练方法及装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115113639B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117574693A (zh) * | 2024-01-17 | 2024-02-20 | 江西联创精密机电有限公司 | 一种反无人机模拟训练目标数据生成方法及装置 |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104029825A (zh) * | 2014-06-13 | 2014-09-10 | 中国人民解放军装甲兵工程学院 | 现场虚实耦合无人机系统 |
| US10168674B1 (en) * | 2013-04-22 | 2019-01-01 | National Technology & Engineering Solutions Of Sandia, Llc | System and method for operator control of heterogeneous unmanned system teams |
| US20190004518A1 (en) * | 2017-06-30 | 2019-01-03 | Beijing Baidu Netcom Science And Technology Co., Ltd. | Method and system for training unmanned aerial vehicle control model based on artificial intelligence |
| WO2019037103A1 (zh) * | 2017-08-25 | 2019-02-28 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 无人机仿真飞行系统、方法、设备及机器可读存储介质 |
| EP3547287A1 (en) * | 2018-03-27 | 2019-10-02 | Bell Helicopter Textron Inc. | Vr emulator using galvanic vestibular stimulation devices |
| CN111651036A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-09-11 | 国网江苏省电力有限公司技能培训中心 | 用于电力巡检的无人机模拟训练系统及方法 |
| CN111816024A (zh) * | 2020-06-18 | 2020-10-23 | 四川沃洛佳科技有限公司 | 一种基于仿真平台的无人机模拟训练系统及其使用方法 |
| CN212135232U (zh) * | 2019-12-24 | 2020-12-11 | 天津远洋泓基电子工程有限公司 | 一种无人机虚拟仿真装置 |
| CN112331015A (zh) * | 2020-11-18 | 2021-02-05 | 国网智能科技股份有限公司 | 一种电力设备无人机巡检虚拟仿真培训系统及方法 |
| CN113268077A (zh) * | 2021-04-13 | 2021-08-17 | 国网能源研究院有限公司 | 无人机能耗最小化设计方法及装置 |
| CN113721479A (zh) * | 2021-08-10 | 2021-11-30 | 海创飞龙(福建)科技有限公司 | 一种无人机模拟训练系统 |
| CN114038269A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-02-11 | 成都工业学院 | 一种基于无人机模拟飞行的训练管理方法和电子设备 |
| CN114594781A (zh) * | 2022-03-09 | 2022-06-07 | 全球鹰（深圳）无人机有限公司 | 无人机飞行训练装置 |
-
2022
- 2022-07-25 CN CN202210880628.XA patent/CN115113639B/zh active Active
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10168674B1 (en) * | 2013-04-22 | 2019-01-01 | National Technology & Engineering Solutions Of Sandia, Llc | System and method for operator control of heterogeneous unmanned system teams |
| CN104029825A (zh) * | 2014-06-13 | 2014-09-10 | 中国人民解放军装甲兵工程学院 | 现场虚实耦合无人机系统 |
| US20190004518A1 (en) * | 2017-06-30 | 2019-01-03 | Beijing Baidu Netcom Science And Technology Co., Ltd. | Method and system for training unmanned aerial vehicle control model based on artificial intelligence |
| WO2019037103A1 (zh) * | 2017-08-25 | 2019-02-28 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 无人机仿真飞行系统、方法、设备及机器可读存储介质 |
| EP3547287A1 (en) * | 2018-03-27 | 2019-10-02 | Bell Helicopter Textron Inc. | Vr emulator using galvanic vestibular stimulation devices |
| CN212135232U (zh) * | 2019-12-24 | 2020-12-11 | 天津远洋泓基电子工程有限公司 | 一种无人机虚拟仿真装置 |
| CN111651036A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-09-11 | 国网江苏省电力有限公司技能培训中心 | 用于电力巡检的无人机模拟训练系统及方法 |
| CN111816024A (zh) * | 2020-06-18 | 2020-10-23 | 四川沃洛佳科技有限公司 | 一种基于仿真平台的无人机模拟训练系统及其使用方法 |
| CN112331015A (zh) * | 2020-11-18 | 2021-02-05 | 国网智能科技股份有限公司 | 一种电力设备无人机巡检虚拟仿真培训系统及方法 |
| CN113268077A (zh) * | 2021-04-13 | 2021-08-17 | 国网能源研究院有限公司 | 无人机能耗最小化设计方法及装置 |
| CN113721479A (zh) * | 2021-08-10 | 2021-11-30 | 海创飞龙(福建)科技有限公司 | 一种无人机模拟训练系统 |
| CN114038269A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-02-11 | 成都工业学院 | 一种基于无人机模拟飞行的训练管理方法和电子设备 |
| CN114594781A (zh) * | 2022-03-09 | 2022-06-07 | 全球鹰（深圳）无人机有限公司 | 无人机飞行训练装置 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| KANGRUI ZHU等: "Real-time Virtual Simulation Platform for Multi-UVA hunting target using Deep Reinforcement Learning", 《PROCEEDINGS OF THE 40TH CHINESE CONTROL CONFERENCE》 * |
| 刘庆健，等: "低空无人机路径规划算法综述", 《航空工程进展》 * |
| 张鹏鹏，等: "旋翼无人机在移动平台降落的控制参数自学习调节方法", 《智能系统学报》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117574693A (zh) * | 2024-01-17 | 2024-02-20 | 江西联创精密机电有限公司 | 一种反无人机模拟训练目标数据生成方法及装置 |
| CN117574693B (zh) * | 2024-01-17 | 2024-04-16 | 江西联创精密机电有限公司 | 一种反无人机模拟训练目标数据生成方法及装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115113639B (zh) | 2023-05-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104765280B (zh) | 无人机三维立体显控综合训练系统 | |
| CN113009506B (zh) | 一种虚实结合的实时激光雷达数据生成方法、系统及设备 | |
| US7239311B2 (en) | Global visualization process (GVP) and system for implementing a GVP | |
| CN106530894A (zh) | 一种采用增强现实技术的飞行训练器虚拟平显方法及系统 | |
| CN107390545A (zh) | 一种无人机及其载荷的仿真训练系统 | |
| CN102542868B (zh) | 视景模拟方法及装置 | |
| CN110333738A (zh) | 一种基于仿真模拟软件的无人机集群验证方法 | |
| CN110765620A (zh) | 飞行器视景仿真方法、系统、服务器及存储介质 | |
| CN114488848B (zh) | 面向室内建筑空间的无人机自主飞行系统及仿真实验平台 | |
| CN204705825U (zh) | 无人机三维立体显控综合训练系统 | |
| CN115113639B (zh) | 一种无人机飞行控制与模拟训练方法及装置 | |
| CN206193950U (zh) | 基于增强现实的无人飞行器体验系统 | |
| US5550959A (en) | Technique and system for the real-time generation of perspective images | |
| CN113362667A (zh) | 一种无人机巡检虚拟仿真培训系统及方法 | |
| CN115983139B (zh) | 一种建筑群地震坠物场景混合现实展示方法及装置 | |
| CN116956559A (zh) | 一种基于虚幻引擎建立模型的航道反演方法 | |
| Basmadji et al. | Development of ground station for a terrain observer-hardware in the loop simulations | |
| CN115619986A (zh) | 场景漫游方法、装置、设备和介质 | |
| CN114936455A (zh) | 一种无人机数字孪生体模型构建方法 | |
| CN117852316B (zh) | 通讯约束下集群协同导航仿真测试系统及方法 | |
| Osa et al. | Simulation of an underwater environment via unity 3d software | |
| RU2758807C1 (ru) | Установка для демонстрации микромеханического авиагоризонта | |
| CN116047889B (zh) | 一种虚实结合仿真系统中控制补偿方法及装置 | |
| Zhang et al. | Design and implementation of fine-grained realistic 3D virtual simulation experiment | |
| RU2280287C1 (ru) | Комплексный тренажер воздушного судна |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |