CN116543619B - 无人机光电吊舱模拟训练系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无人机模拟训练的技术领域，尤其涉及一种无人机光电吊舱模拟训练系统，具体可以用于需要模拟链路延时与飞机姿态的无人机光电吊舱的模拟训练；其中，无人机光电吊舱模拟训练系统配置有光电吊舱、视频下传延时系统、控制信号上传延时系统、航拍数据存储系统、俯仰横滚系统、振动系统、航拍实景变速平移投影系统以及吊舱显示与控制系统，以使得能够克服现有技术的不足，即能够有效地解决传统训练设备无法模拟真实无人机的无线电链路延时、无法模拟无人机真实振动、无法模拟无人机真实三维运动、训练场景不真实的问题，如此不仅有效降低了学员训练时间，提高了训练效果，而且还降低了学员训练成本。

Description

无人机光电吊舱模拟训练系统

技术领域

本发明涉及无人机模拟训练的技术领域，尤其涉及一种无人机光电吊舱模拟训练系统。

背景技术

随着无人机光电吊舱系统在影视拍摄、资源普查等领域的广泛应用，无人机光电吊舱操作手的培训需求日渐增加。无人机飞行寿命有限，目前光电吊舱操作手训练多采用无人机挂载光电吊舱进行实际飞行，光电吊舱具有数量有限、成本高、维护费用高等特点，每次飞行中，飞机与光电吊舱均有损坏的风险，不能广泛应用于光电吊舱操作手的培训。

实际应用场景中，发明人发现，传统的光电吊舱模拟训练装置无法模拟真实无人机的无线电链路延时、无法模拟无人机真实振动、无法模拟无人机真实三维运动、训练场景不真实的问题，造成经过光电吊舱模拟训练的操作手，操作水平低，不能适应真实的无人机飞行环境，这增加了光电吊舱操作手的培训周期，增加光电吊舱操作手培训成本。

因此，上述存在的技术问题亟待解决。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供一种无人机光电吊舱模拟训练系统，有效的解决传统训练设备无法模拟真实无人机的无线电链路延时、无法模拟无人机真实振动、无法模拟无人机真实三维运动、训练场景不真实的问题。

本申请提供的无人机光电吊舱模拟训练系统，包括：光电吊舱、视频下传延时系统、控制信号上传延时系统、航拍数据存储系统、俯仰横滚系统、振动系统、航拍实景变速平移投影系统以及吊舱显示与控制系统，所述视频下传延时系统和所述控制信号上传延时系统均分别与所述光电吊舱及所述吊舱显示与控制系统连接，所述航拍数据存储系统分别与所述吊舱显示与控制系统、所述俯仰横滚系统及所述航拍实景变速平移投影系统连接，其中：

所述光电吊舱用于根据接收的所述控制信号上传延时系统输出的第一控制指令执行相应动作，所述光电吊舱的内部安装有可变焦距的摄像机和数据传输模块，以及通过所述数据传输模块将所述摄像机获取的相应视频输出至所述视频下传延时系统；

所述视频下传延时系统用于将所述光电吊舱输出的相应视频缓存第一预设时间后，再将所述相应视频输出到所述吊舱显示与控制系统，所述吊舱显示与控制系统用于根据所述光电吊舱输出的相应视频模拟真实无人机的无线电链路下传延时，并向所述控制信号上传延时系统输出第二控制指令；

所述控制信号上传延时系统用于将所述吊舱显示与控制系统输出的所述第二控制指令缓存第二预设时间后，再输出到所述光电吊舱，以使所述光电吊舱根据所述第二控制指令再执行相应的动作，从而模拟真实无人机的无线电链路上传延时；

所述俯仰横滚系统用于产生横滚轴和俯仰轴的转动，所述光电吊舱安装在所述俯仰横滚系统上，以使所述光电吊舱获得与真实无人机飞行时一致的横滚角度与俯仰角度，且所述俯仰横滚系统安装在所述振动系统上，所述振动系统至少能够输出正弦振动与随机振动，以使所述光电吊舱获得与真实无人机飞行时一致的振动，从而使所述摄像机获取与真实无人机飞行一致的实际航拍影像；

所述航拍实景变速平移投影系统用于通过投影模块向外设的水平幕布投影所述实际航拍影像，且所述航拍实景变速平移投影系统还用于控制加速播放或减速播放所述实际航拍影像，以模拟真实无人机的飞行速度，和/或控制向X方向或向Y方向平移所述实际航拍影像，以模拟真实无人机的转弯动作；

所述航拍数据存储系统用于存储所述光电吊舱的摄像机实际获取的相应视频数据、所述光电吊舱通过所述俯仰横滚系统实现俯仰横滚的姿态数据、所述光电吊舱通过所述振动系统实现振动的振动数据以及通过航拍实景变速平移投影系统进行加速或减速的速度数据；

所述吊舱显示与控制系统用于向所述控制信号上传延时系统发送所述第一控制指令，并向所述控制信号上传延时系统发送所述第二控制指令，以及将接收所述视频下传延时系统的图像信息进行显示。

可选地，所述视频下传延时系统中包括视频接收模块、视频存储模块、视频延时设置模块以及视频发送模块，其中：

所述视频接收模块用于接收所述光电吊舱的相应视频数据，所述视频接收模块的输入接口至少配置为百兆网网口；

所述视频存储模块用于存储所述相应视频数据至外部硬盘；

所述视频延时设置模块用于接收所述吊舱显示与控制系统中的视频延时时间；

所述视频发送模块用于读取所述视频延时设置模块中的延时值，并将在所述外部硬盘中检索的所述延时值之前的视频进行读取及输出，所述视频发送模块的输出接口至少配置为百兆网网口。

可选地，所述控制信号上传延时系统包括控制信号接收模块、控制信号存储模块、控制信号延时设置模块以及控制信号发送模块，其中：

所述控制信号接收模块用于接收所述吊舱显示与控制系统输出的第二控制指令，所述控制信号接收模块的输入接口配置为RS422；

所述控制信号存储模块用于存储相应的控制指令到外部硬盘；

所述控制信号延时设置模块用于接收所述吊舱显示与控制系统中的控制信号延时时间；

所述控制信号发送模块用于读取所述控制信号延时设置模块中的延时值，并将在所述外部硬盘中检索的所述延时值之前的控制指令进行读取及输出，所述控制信号发送模块的输出接口配置为RS422。

可选地，所述航拍数据存储系统的存储介质为硬盘，所述硬盘用于存储所述相应视频数据、所述姿态数据、所述振动数据及所述速度数据，且对应的所述相应视频数据、所述姿态数据、所述振动数据及所述速度数据均具备时间戳，所述时间戳用于对齐所述相应视频数据与所述姿态数据、所述振动数据、所述速度数据；

所述吊舱显示与控制系统还用于向所述航拍数据存储系统发出第三控制指令，并根据接收测试人员的相关控制指令，以检索指定与经纬度区域对应的实际航拍影像、对应的姿态数据、对应的振动数据以及对应的速度数据。

可选地，所述俯仰横滚系统包括俯仰横滚数据读取模块、横滚轴控制模块、横滚轴电机、俯仰轴控制模块及俯仰轴电机，所述俯仰横滚的姿态数据包括俯仰的姿态数据以及横滚的姿态数据，其中：

所述俯仰横滚数据读取模块用于读取航拍数据存储系统中的所述俯仰横滚的姿态数据；

所述横滚轴控制模块用于根据所述横滚的姿态数据，控制所述横滚轴电机旋转到指定角度；

所述俯仰轴控制模块用于根据所述俯仰的姿态数据，控制所述俯仰轴电机旋转到指定角度。

可选地，所述振动系统包括振动数据读取模块、振动控制模块及振动电机，其中：

所述振动数据读取模块用于读取所述振动数据；

所述振动控制模块用于根据所述振动数据，控制所述振动电机进行相应振动。

可选地，所述航拍实景变速平移投影系统包括航拍数据读取模块、所述投影模块及所述水平幕布，其中：

所述航拍数据读取模块用于读取所述实际航拍影像，并根据测试人员设置，从所述航拍数据存储系统中加速读取或减速读取所述实际航拍影像，以模拟真实无人机的飞行速度；

所述投影模块用于向所述水平幕布进行投影。

可选地，所述吊舱显示与控制系统包括视频下传延时设置模块、控制信号上传延时设置模块及光电吊舱控制模块，其中：

测试人员能够通过所述视频下传延时设置模块设置视频下传延时时间，所述视频下传延时时间的设置范围为5秒到15秒；

所述测试人员能够通过所述控制信号上传延时设置模块设置控制信号上传延时时间，所述控制信号上传延时时间的设置范围为5秒到15秒；

所述光电吊舱控制模块用于接收所述测试人员的控制，以控制所述光电吊舱，所述光电吊舱控制模块的接口配置为RS422。

可选地，所述第一预设时间和所述第二预设时间的时间范围均为5秒到15秒。

可选地，所述模拟真实无人机的飞行速度的速度模拟区间为80kmph到120kmph。

与现有技术相比，本发明能够取得如下有益效果：

基于考量到现有技术传统的光电吊舱模拟训练装置无法模拟真实无人机的无线电链路延时、无法模拟无人机真实振动、无法模拟无人机真实三维运动、训练场景不真实的问题，造成经过光电吊舱模拟训练的测试人员，操作水平低，不能适应真实的无人机飞行环境，这不仅增加了光电吊舱测试人员的培训周期，还增加光电吊舱测试人员培训成本，因此，本申请的模拟训练系统，通过配置光电吊舱、视频下传延时系统、控制信号上传延时系统、航拍数据存储系统、俯仰横滚系统、振动系统、航拍实景变速平移投影系统以及吊舱显示与控制系统，以使得能够克服现有技术的不足，即能够有效地解决传统训练设备无法模拟真实无人机的无线电链路延时、无法模拟无人机真实振动、无法模拟无人机真实三维运动、训练场景不真实的问题，如此不仅有效降低了学员训练时间，提高了训练效果，而且还降低了学员训练成本。

本发明的其它优点、目的和特征部分在以下的说明书中阐述，在研究了下文后对于本领域技术人员将变得显而易见，或者可以从本发明的实践中了解。本发明的目的和其它优点可以通过在说明书及权利要求和附图中特别指出的结构实现。

应当理解，本发明的以上一般描述和以下详细描述是示例性和解释性的，旨在提供本发明的进一步解释。

附图说明

为了提供对本发明更进一步的理解而包括并且引入并构成本申请的一部分的附图、本发明的说明实施例与介绍一起用来阐明本发明的原理。在附图中：

图1是根据本发明实施例提供的无人机光电吊舱模拟训练系统的一个框架示意图；

图2是根据本发明实施例提供的视频下传延时系统的一个框架示意图；

图3是根据本发明实施例提供的控制信号上传延时系统的一个框架示意图；

图4是根据本发明实施例提供的俯仰横滚系统的一个框架示意图；

图5是根据本发明实施例提供的振动系统的一个框架示意图；

图6是根据本发明实施例提供的航拍实景变速平移投影系统的一个框架示意图；

图7是根据本发明实施例提供的吊舱显示与控制系统的一个框架示意图。

其中，附图标记如下：

1-光电吊舱；

2-视频下传延时系统；21-视频接收模块；22-视频存储模块；23-视频延时设置模块；24-视频发送模块；

3-控制信号上传延时系统；31-控制信号接收模块；32-控制信号存储模块；33-控制信号延时设置模块；34-控制信号发送模块；

4-航拍数据存储系统；

5-俯仰横滚系统；51-俯仰横滚数据读取模块；52-横滚轴控制模块；53-横滚轴电机；54-俯仰轴控制模块；55-俯仰轴电机；

6-振动系统；61-振动数据读取模块；62-振动控制模块；63-振动电机；

7-航拍实景变速平移投影系统；71-航拍数据读取模块；72-投影模块；73-水平幕布；

8-吊舱显示与控制系统；81-视频下传延时设置模块；82-控制信号上传延时设置模块；83-光电吊舱控制模块。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在下面的描述中，相同的模块使用相同的附图标记表示。在相同的附图标记的情况下，它们的名称和功能也相同。因此，将不重复其详细描述。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。

本申请提供一种无人机光电吊舱模拟训练系统，用于模拟真实的无人机环境，具体用于开展无人机光电吊舱的模拟训练，例如可以用于需要模拟链路延时与飞机姿态的无人机光电吊舱的模拟训练，具体地，如图1所示，该无人机光电吊舱模拟训练系统包括：光电吊舱1、视频下传延时系统2、控制信号上传延时系统3、航拍数据存储系统4、俯仰横滚系统5、振动系统6、航拍实景变速平移投影系统7以及吊舱显示与控制系统8，视频下传延时系统2和控制信号上传延时系统3均分别与光电吊舱1及吊舱显示与控制系统8连接，也即，视频下传延时系统2分别与光电吊舱1及吊舱显示与控制系统8连接，控制信号上传延时系统3还分别与光电吊舱1及吊舱显示与控制系统8连接，航拍数据存储系统4分别与吊舱显示与控制系统8、俯仰横滚系统5及航拍实景变速平移投影系统7连接，其中：

实际应用场景中，为了模拟控制信号上传延时以及视频下传延时，测试人员可以通过吊舱显示与控制系统8向控制信号上传延时系统3输出第一控制指令，该第一控制指令用于指示控制信号上传延时系统3输出第一控制指令至光电吊舱1，具体地，基于控制信号上传延时系统3输出第一控制指令至光电吊舱1，该第一控制指令还用于指示光电吊舱1执行相应动作，光电吊舱1用于根据接收的控制信号上传延时系统3输出的第一控制指令执行相应动作，光电吊舱1的内部安装有可变焦距的摄像机和数据传输模块，即光电吊舱1通过该数据传输模块将可变焦距的摄像机获取该第一控制指令下相应动作的摄像视频输出至视频下传延时系统2；

视频下传延时系统2用于将光电吊舱1输出的相应视频缓存第一预设时间后，第一预设时间的时间范围均为5秒到15秒，即该第一预设时间具体可以为缓存5秒到15秒，而后再将光电吊舱1输出的相应视频输出到吊舱显示与控制系统8，吊舱显示与控制系统8用于根据光电吊舱1输出的相应视频模拟真实无人机的无线电链路下传延时，实际应用场景可以将相应视频提供给测试人员（包括测试学员）观看，以模拟真实无人机的无线电链路下传延时，并用于向控制信号上传延时系统3输出第二控制指令；

基于吊舱显示与控制系统8向控制信号上传延时系统3输出的第二控制指令，进一步地，控制信号上传延时系统3用于将吊舱显示与控制系统8输出的第二控制指令缓存第二预设时间后，第二预设时间的时间范围均为5秒到15秒，即该第二预设时间具体可以为缓存5秒到15秒，再将该第二控制指令输出到光电吊舱1，以使光电吊舱1根据第二控制指令再执行相应的动作，从而达到模拟真实无人机的无线电链路上传延时；

实际应用环境中，为了使得具有观赏性或者拍到具有艺术视角的画面，无人机操手还会控制无人机出现一定的姿势，如控制无人机进行俯仰或者翻滚等，为了使得进一步模拟真实环境，本申请的模拟系统还配置有俯仰横滚系统5，该俯仰横滚系统5能够产生横滚轴和俯仰轴的转动，使光电吊舱1获得与真实无人机飞行时一致的横滚角度与俯仰角度，具体应用时，光电吊舱1安装在俯仰横滚系统5上，且俯仰横滚系统5安装在振动系统6上，其中，该振动系统6至少能够输出正弦振动与除正弦振动外的其它随机振动，使光电吊舱1获得与真实无人机飞行时一致的振动，从而使摄像机获取与真实无人机飞行一致的实际航拍影像；

进一步地，为了使得后台能够实时观摩无人机的真实模拟过程，该无人机光电吊舱模拟训练系统还可以配置航拍实景变速平移投影系统7，该航拍实景变速平移投影系统7能够通过投影模块，向外设的水平幕布投影无人机实际飞行所获得的实际航拍影像，且航拍实景变速平移投影系统7用于控制加速播放或减速播放实际航拍影像，以模拟真实无人机的飞行速度，和/或用于控制向X方向或向Y方向平移的实际航拍影像，以模拟真实无人机的转弯动作；

实际应用场景中，为了使得更加贴近实际的模拟场景，上述实施例中的模拟真实无人机的速度模拟区间可以配置为80kmph到120kmph，即80km到120km/小时，该系统通过向X方向或Y方向平移航拍影像，真实模拟无人的转弯动作；

航拍数据存储系统4用于存储无人机光电吊舱模拟训练系统实际航拍的相应视频、无人机俯仰横滚的姿态数据、无人机的振动数据以及无人机的速度数据，即用于存储光电吊舱1的摄像机实际获取的相应视频数据、光电吊舱1通过俯仰横滚系统5实现俯仰横滚的姿态数据、光电吊舱1通过振动系统6实现振动的振动数据以及通过航拍实景变速平移投影系统7进行加速或减速的速度数据；

吊舱显示与控制系统8用于向控制信号上传延时系统3发送第一控制指令，并向控制信号上传延时系统3发送第二控制指令，及将接收视频下传延时系统2的图像信息（相应视频或者实际航拍影像）存储至航拍数据存储系统4，以及控制相应视频在航拍实景变速平移投影系统7中进行显示。

基于考量到现有技术传统的光电吊舱1模拟训练装置无法模拟真实无人机的无线电链路延时、无法模拟无人机真实振动、无法模拟无人机真实三维运动、训练场景不真实的问题，造成经过光电吊舱1模拟训练的测试人员，操作水平低，不能适应真实的无人机飞行环境，这不仅增加了光电吊舱1测试人员的培训周期，还增加光电吊舱1测试人员培训成本，因此，本申请提供的无人机光电吊舱模拟训练系统，进一步通过配置光电吊舱1、视频下传延时系统2、控制信号上传延时系统3、航拍数据存储系统4、俯仰横滚系统5、振动系统6、航拍实景变速平移投影系统7以及吊舱显示与控制系统8，以使得能够克服现有技术的不足，即能够有效地解决传统训练设备无法模拟真实无人机的无线电链路延时、无法模拟无人机真实振动、无法模拟无人机真实三维运动、训练场景不真实的问题，如此不仅有效降低了学员训练时间，提高了训练效果，而且还降低了学员训练成本。

在一个实施例中，如图2所示，视频下传延时系统2可以包括视频接收模块21、视频存储模块22、视频延时设置模块23以及视频发送模块24，其中：

视频接收模块21与光电吊舱1连接，视频接收模块21用于接收光电吊舱1的相应视频数据，视频接收模块21的输入接口至少配置为百兆网网口；

视频存储模块22与光电吊舱1连接，视频存储模块22用于存储相应视频数据至外部硬盘；

实际场景中，基于测试人员可以通过吊舱显示与控制系统8输入相应控制指令，该控制指令可以为视频延时设置，以将视频延时设置的控制指令发送至视频延时设置模块23，以指示视频延时设置模块；具体地，视频延时设置模块23与吊舱显示与控制系统8连接，视频延时设置模块23可以用于接收吊舱显示与控制系统8中的视频延时时间，视频延时时间设置范围为5秒到15秒；

进一步地，视频发送模块24分别与视频延时设置模块23和外部硬盘连接，视频发送模块24用于读取视频延时设置模块23中的延时值，并将在外部硬盘中检索的延时值之前的视频进行读取及输出，视频发送模块的输出接口至少配置为百兆网网口。

上述实施例中，进一步披露视频下传延时系统2的硬件结构及各结构的工作原理。

在一个实施例中，如图3所示，控制信号上传延时系统3可以包括控制信号接收模块31、控制信号存储模块32、控制信号延时设置模块33及控制信号发送模块34，其中：

控制信号接收模块31与吊舱显示与控制系统8连接，控制信号接收模块31用于接收吊舱显示与控制系统8输出的第二控制指令，控制信号接收模块31的输入接口可以配置为RS422；

控制信号存储模块32用于存储相应的控制指令到外部硬盘；

实际场景中，基于测试人员可以通过吊舱显示与控制系统8输入相应控制指令，该控制指令可以为控制信号延时设置，以将控制信号延时设置的控制指令发送至控制信号延时设置模块33，以指示控制信号延时设置模块33，控制信号延时设置模块33用于接收吊舱显示与控制系统8中的控制信号延时时间，延时时间的设置范围为5秒到15秒；

控制信号发送模块34分别与控制信号延时设置模块33及外部硬盘连接，控制信号发送模块34用于读取控制信号延时设置模块33中的延时值，并将在硬盘中检索的延时值之前的控制指令进行读取并输出，控制信号发送模块34的输出接口配置为RS422。

上述实施例中，进一步披露控制信号上传延时系统3的硬件结构及各结构的工作原理。

在一个实施例中，航拍数据存储系统4的存储介质可以配置为硬盘，该硬盘用于存储相应视频数据、姿态数据、振动数据及速度数据，也即存储模拟真实无人机的实际航拍视频、无人机俯仰的姿态数据及横滚的姿态数据、无人机的振动数据及无人机的速度数据，且对应的相应视频数据、姿态数据、振动数据及速度数据均具备时间戳，时间戳用于分别对齐视频数据与姿态数据、振动数据以及速度数据；

吊舱显示与控制系统8还用于向航拍数据存储系统4发出第三控制指令，并根据接收测试人员的相关控制指令，以检索指定与经纬度区域对应的实际航拍视频、无人机俯仰的姿态数据及横滚的姿态数据、无人机的振动数据以及无人机的速度数据。

在一个实施例中，如图4所示，俯仰横滚系统5可以包括俯仰横滚数据读取模块51、横滚轴控制模块52、横滚轴电机53、俯仰轴控制模块54及俯仰轴电机55，其中：

俯仰横滚数据读取模块51与航拍数据存储系统4连接，俯仰横滚数据读取模块51用于读取航拍数据存储系统4中的俯仰横滚的姿态数据，俯仰横滚的姿态数据包括俯仰的姿态数据以及横滚的姿态数据，即无人机俯仰的姿态数据以及无人机横滚的姿态数据；

横滚轴控制模块52分别与俯仰横滚数据读取模块51和横滚轴电机53连接，横滚轴控制模块52用于根据无人机横滚的姿态数据，控制横滚轴电机53旋转到指定角度；

俯仰轴控制模块54分别与俯仰横滚数据读取模块51和俯仰轴电机55连接，俯仰轴控制模块54用于根据无人机俯仰的姿态数据，控制俯仰轴电机55旋转到指定角度。

上述实施例中，进一步公开俯仰横滚系统5的硬件结构及各结构的工作原理，并使得相应控制模块根据相应的姿态数据控制对应电机进行旋转至指定角度，进一步提高模拟系统的真实性。

在一个实施例中，如图5所示，振动系统6可以包括振动数据读取模块61、振动控制模块62以及振动电机63，其中：

振动数据读取模块61与航拍数据存储系统4连接，振动数据读取模块61用于读取航拍数据存储系统4中的无人机振动数据；

振动控制模块62分别与振动数据读取模块61和振动电机63连接，振动控制模块62用于根据无人机振动数据，控制振动电机63进行相应振动。

上述实施例中，进一步公开振动系统6的硬件结构及各结构的工作原理，并使得控制模块根据相应的振动数据控制振动电机进行相应振动，进一步提高模拟系统的真实性。

在一个实施例中，如图6所示，航拍实景变速平移投影系统7可以包括航拍数据读取模块71、与该航拍数据读取模块71连接的投影模块72，以及水平幕布73，其中：

航拍数据读取模块71用于读取实际航拍影像，即用于读取航拍数据存储系统4中的无人机系统实际航拍的视频，并根据测试人员设置，从航拍数据存储系统4加速读取或减速读取实际航拍影像，即使得加速读取或减速读取视频模拟无人的飞行速度，通过向X方向或Y方向平移航拍影像模拟无人的转弯动作；投影模块72用于向水平幕布73投影。从而使得给测试人员提供一个接近真实的模拟测试环境，进一步提高测试系统的真实性。

在一个实施例中，如图7所示，吊舱显示与控制系统8包括视频下传延时设置模块81、控制信号上传延时设置模块82、光电吊舱控制模块83，其中：

测试人员能够通过视频下传延时设置模块81设置视频下传延时时间，视频下传延时时间的设置范围为5秒到15秒；

测试人员通过控制信号上传延时设置模块82设置控制信号上传延时时间，上传延时时间设置范围为5秒到15秒；

光电吊舱控制模块83用于接收测试人员的控制，以控制光电吊舱1，光电吊舱控制模块83的接口配置为RS422。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无人机光电吊舱模拟训练系统，其特征在于，包括：光电吊舱、视频下传延时系统、控制信号上传延时系统、航拍数据存储系统、俯仰横滚系统、振动系统、航拍实景变速平移投影系统以及吊舱显示与控制系统，所述视频下传延时系统和所述控制信号上传延时系统均分别与所述光电吊舱及所述吊舱显示与控制系统连接，所述航拍数据存储系统分别与所述吊舱显示与控制系统、所述俯仰横滚系统及所述航拍实景变速平移投影系统连接，其中：

所述光电吊舱用于根据接收的所述控制信号上传延时系统输出的第一控制指令执行相应动作，所述光电吊舱的内部安装有可变焦距的摄像机和数据传输模块，以及通过所述数据传输模块将所述摄像机获取的相应视频输出至所述视频下传延时系统；

所述视频下传延时系统用于将所述光电吊舱输出的相应视频缓存第一预设时间后，再将所述相应视频输出到所述吊舱显示与控制系统，所述吊舱显示与控制系统用于根据所述光电吊舱输出的相应视频模拟真实无人机的无线电链路下传延时，并向所述控制信号上传延时系统输出第二控制指令；

所述控制信号上传延时系统用于将所述吊舱显示与控制系统输出的所述第二控制指令缓存第二预设时间后，再输出到所述光电吊舱，以使所述光电吊舱根据所述第二控制指令再执行相应的动作，从而模拟真实无人机的无线电链路上传延时；

所述俯仰横滚系统用于产生横滚轴和俯仰轴的转动，所述光电吊舱安装在所述俯仰横滚系统上，以使所述光电吊舱获得与真实无人机飞行时一致的横滚角度与俯仰角度，且所述俯仰横滚系统安装在所述振动系统上，所述振动系统至少能够输出正弦振动与随机振动，以使所述光电吊舱获得与真实无人机飞行时一致的振动，从而使所述摄像机获取与真实无人机飞行一致的实际航拍影像；

所述航拍实景变速平移投影系统用于通过投影模块向外设的水平幕布投影所述实际航拍影像，且所述航拍实景变速平移投影系统还用于控制加速播放或减速播放所述实际航拍影像，以模拟真实无人机的飞行速度，和/或控制向X方向或向Y方向平移所述实际航拍影像，以模拟真实无人机的转弯动作；

所述航拍数据存储系统用于存储所述光电吊舱的摄像机实际获取的相应视频数据、所述光电吊舱通过所述俯仰横滚系统实现俯仰横滚的姿态数据、所述光电吊舱通过所述振动系统实现振动的振动数据以及通过航拍实景变速平移投影系统进行加速或减速的速度数据；

所述吊舱显示与控制系统用于向所述控制信号上传延时系统发送所述第一控制指令，并向所述控制信号上传延时系统发送所述第二控制指令，以及将接收所述视频下传延时系统的图像信息进行显示。

2.根据权利要求1所述的无人机光电吊舱模拟训练系统，其特征在于，所述视频下传延时系统中包括视频接收模块、视频存储模块、视频延时设置模块以及视频发送模块，其中：

所述视频接收模块用于接收所述光电吊舱的相应视频数据，所述视频接收模块的输入接口至少配置为百兆网网口；

所述视频存储模块用于存储所述相应视频数据至外部硬盘；

所述视频延时设置模块用于接收所述吊舱显示与控制系统中的视频延时时间；

所述视频发送模块用于读取所述视频延时设置模块中的延时值，并将在所述外部硬盘中检索的所述延时值之前的视频进行读取及输出，所述视频发送模块的输出接口至少配置为百兆网网口。

3.根据权利要求1所述的无人机光电吊舱模拟训练系统，其特征在于，所述控制信号上传延时系统包括控制信号接收模块、控制信号存储模块、控制信号延时设置模块以及控制信号发送模块，其中：

所述控制信号接收模块用于接收所述吊舱显示与控制系统输出的第二控制指令，所述控制信号接收模块的输入接口配置为RS422；

所述控制信号存储模块用于存储相应的控制指令到外部硬盘；

所述控制信号延时设置模块用于接收所述吊舱显示与控制系统中的控制信号延时时间；

所述控制信号发送模块用于读取所述控制信号延时设置模块中的延时值，并将在所述外部硬盘中检索的所述延时值之前的控制指令进行读取及输出，所述控制信号发送模块的输出接口配置为RS422。

4.根据权利要求1所述的无人机光电吊舱模拟训练系统，其特征在于，所述航拍数据存储系统的存储介质为硬盘，所述硬盘用于存储所述相应视频数据、所述姿态数据、所述振动数据及所述速度数据，且对应的所述相应视频数据、所述姿态数据、所述振动数据及所述速度数据均具备时间戳，所述时间戳用于对齐所述相应视频数据与所述姿态数据、所述振动数据、所述速度数据；

所述吊舱显示与控制系统还用于向所述航拍数据存储系统发出第三控制指令，并根据接收测试人员的相关控制指令，以检索指定与经纬度区域对应的实际航拍影像、对应的姿态数据、对应的振动数据以及对应的速度数据。

5.根据权利要求1所述的无人机光电吊舱模拟训练系统，其特征在于，所述俯仰横滚系统包括俯仰横滚数据读取模块、横滚轴控制模块、横滚轴电机、俯仰轴控制模块及俯仰轴电机，所述俯仰横滚的姿态数据包括俯仰的姿态数据以及横滚的姿态数据，其中：

所述俯仰横滚数据读取模块用于读取航拍数据存储系统中的所述俯仰横滚的姿态数据；

所述横滚轴控制模块用于根据所述横滚的姿态数据，控制所述横滚轴电机旋转到指定角度；

所述俯仰轴控制模块用于根据所述俯仰的姿态数据，控制所述俯仰轴电机旋转到指定角度。

6.根据权利要求1所述的无人机光电吊舱模拟训练系统，其特征在于，所述振动系统包括振动数据读取模块、振动控制模块及振动电机，其中：

所述振动数据读取模块用于读取所述振动数据；

所述振动控制模块用于根据所述振动数据，控制所述振动电机进行相应振动。

7.根据权利要求1所述的无人机光电吊舱模拟训练系统，其特征在于，所述航拍实景变速平移投影系统包括航拍数据读取模块、所述投影模块及所述水平幕布，其中：

所述航拍数据读取模块用于读取所述实际航拍影像，并根据测试人员设置，从所述航拍数据存储系统中加速读取或减速读取所述实际航拍影像，以模拟真实无人机的飞行速度；

所述投影模块用于向所述水平幕布进行投影。

8.根据权利要求1所述的无人机光电吊舱模拟训练系统，其特征在于，所述吊舱显示与控制系统包括视频下传延时设置模块、控制信号上传延时设置模块及光电吊舱控制模块，其中：

测试人员通过所述视频下传延时设置模块设置视频下传延时时间，所述视频下传延时时间的设置范围为5秒到15秒；

所述测试人员通过所述控制信号上传延时设置模块设置控制信号上传延时时间，所述控制信号上传延时时间的设置范围为5秒到15秒；

所述光电吊舱控制模块用于接收所述测试人员的控制，以控制所述光电吊舱，所述光电吊舱控制模块的接口配置为RS422。

9.根据权利要求1-8任一项所述的无人机光电吊舱模拟训练系统，其特征在于，所述第一预设时间和所述第二预设时间的时间范围均为5秒到15秒。

10.根据权利要求1-8任一项所述的无人机光电吊舱模拟训练系统，其特征在于，所述模拟真实无人机的飞行速度的速度模拟区间为80kmph到120kmph。