CN204406748U - 一种用于无人机器操控的虚拟驾驶系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于无人机器操控的虚拟驾驶系统，包括用于无人机器上的第一控制板和第一摄像装置；头戴显示装置；以及手动操控装置。本实用新型的视觉体验和手动操控一体化配合完美，可为用户带来身临其境的驾驶体验，并且成本低、结构简化。

Description

一种用于无人机器操控的虚拟驾驶系统

[技术领域]

本实用新型涉及一种操控系统，尤其涉及一种用于无人机器操控的虚拟驾驶系统。

[背景技术]

目前市场上有头戴显示器和航模遥控器：

头戴显示器，采用2个显示屏作为像源，通过光学系统投射到人眼成像，具有大屏幕的视觉效果；

航模遥控器，设计有用于操控的摇杆或其它控制按钮，包括数字编码电路和调制电路，调制好的遥控信号以无线方式发射给无人机器的接收器，接收器接收并解码出控制指令后再传输给无人机器的控制系统，以实现对无人机器控制的目的。

但没有视觉体验和手动操控一体化的产品，而单纯的拼凑，在感官体验往往不真实，无法做到完美配合，且成本高，结构复杂。

[实用新型内容]

针对上述问题，本实用新型提供了一种智能头戴显示装置，其解决目前成本高、感官体验不真实、结构复杂等一系列技术问题。

具体技术方案如下：

一种用于无人机器操控的虚拟驾驶系统，包括用于无人机器上的第一控制板和第一摄像装置；头戴显示装置；以及手动操控装置；

第一控制板通过与之电连接的第一摄像装置获取航拍图像信息，并无线传输至头戴显示装置；该第一控制板还用于接收头戴显示装置的控制指令，并根据控制指令调整无人机器的工作状态或第一摄像装置的云台工作状态；

头戴显示装置用于将所接收的航拍图像信息投射到用户眼中，用于向所述控制板发送控制指令，还用于接收所述手动操控装置的操作信号，根据该操作信号向第一控制板发送相应的控制指令。

以头戴显示装置为控制中心，向无人机器传送其与手动操控装置的控制指令，以及接收无人机器的航拍图像信息和工作状态信息；即无人机器的航拍图像信息和工作状态信息(信号下行)和手动操控装置的控制指令(信号上行)使用同一显示装置和同一的双向无线通讯链路来传输，有效地简化了产品设计，降低了生成成本，并且视觉体验和手动操控一体化配合完美，可为用户带来身临其境的驾驶体验。

[附图说明]

图1是本实用新型在一优选实施例中的系统框图；

图2是本实用新型在一优选实施例中的头戴显示装置的整体示意图；

图3是本实用新型在一优选实施例中的头戴显示装置的拆分示意图。

[具体实施方式]

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清晰，下面结合附图和实施例作进一步地详细描述。

如图1，一种用于无人机器操控的虚拟驾驶系统，包括用于无人机器(未图示)上的第一控制板200b和第一摄像装置200a；头戴显示装置100；以及手动操控装置300；

第一控制板200b通过与之电连接的第一摄像装置200a获取航拍图像信息，并无线传输至头戴显示装置100；该第一控制板200b还用于接收头戴显示装置100的控制指令，并根据控制指令调整无人机器的工作状态或第一摄像装置200a的云台工作状态；

头戴显示装置100用于将所接收的航拍图像信息投射到用户眼中，用于向所述第一控制板200b发送控制指令，还用于接收手动操控装置300的操作信号，根据该操作信号向第一控制板200b发送相应的控制指令,最终实现对无人机器"驾驶"的目的。需要说明的是，手动操控装置300的操作命令同时也会显示于头戴显示装置100上，供用户视觉判断。

在本实用新型的一实施方式中，如图2、3所示，头戴显示装置100包括壳体20、位于壳体20前端的第二摄像装置30、位于壳体20后端的第一目镜41、第二目镜42，以及位于壳体20内的供电装置50、第二控制板60和显示装置70；其中，第二控制板60分别与第二摄像装置30、供电装置50、显示装置70电连接，供电装置50用于为上述用电装置直接或间接供电；

第二控制板60用于接收第一控制板200b传输的航拍图像信息，并对航拍图像信息处理后生成两路视频信号(如，side by side格式)；第二控制板60还用于接收第二摄像装置30的近景图像信息(以帮助使用者观察外部工作环境)，并对近景图像信息处理后生成两路视频信号(如，side by side格式)；并将航拍图像信息或近景图像信息经处理后生成的视频信号传输至与之电连接的显示装置，由显示装置70左右分屏显示，两目镜(41,42)和显示装置70的两分屏显示界面一一对应设置，通过该两目镜(41,42)，显示装置70的左、右分屏图像分别对应的投射到用户的左、右眼中，从而产生一个完整的二维(2D)或三维(3D)视觉图像。至于是将航拍图像信息还是将近景图像信息显示于显示装置70并最终投射于用户的眼中，可以设置切换开关，当然也可以将航拍图像信息嵌入到近景图像信息，或将近景图像信息嵌入到航拍图像信息中，同时显示于显示装置70上，从而同时投射于用户的眼中。

通过双眼虚拟显像的方案，将第二摄像装置30获取的近景图像信息进行处理生成两路视频信号，并经过显示装置、目镜，最终投射到人的左右眼，产生一个完整的2D或3D视觉图像，在同等规格条件下，可大副降低产品成本，改善视觉效果，并实现了增量现实(AugmentedReality)的应用，使人们的感官体验更加具有真实感。

壳体20的结构具体可以包括面盖21、中框(22a，22b)、后框23和胶垫24，面盖21上设有用于第二摄像装置30镜头拍摄的孔，胶垫24也设有供第一目镜41和第二目镜42的孔；在该壳体20内，可以在较前端的位置放置第二摄像装置30、其次放置供电装置50和第二控制板60、在中框(22a，22b)处可以放置显示装置70，在显示装置70的对面(即壳体20的后端)放置第一目镜41和第二目镜42，由于显示装置70会分左、右屏显示，所以第一目镜41放在左分屏显示界面的对应处，第二目镜42放在右分屏显示界面的对应处。后框23及胶垫24的形状可以为与人的头部相适应的弧形，后框23的两端应及于人的耳部(也可以配置佩戴机构)。当然，上述结构设置，仅是本实用新型的一个具体实施例，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的一实施方式中，头戴显示装置100还包括三维动作感应器(未图示)，用于对人体的头部动作进行检测，并将该检测数据或者与该检测数据对应的控制指令通过所述第二控制板60无线传输至所述第一控制板200b，以控制所述第一摄像装置200a的云台工作状态,使第一摄像装置200a的拍摄视角和头戴显示装置100、人眼的视角同步，以实现更加具有存在感的虚拟视觉体验。

在本实用新型的一实施方式中，头戴显示装置100的壳体20后端设有胶垫24，其形状与人的头部基本匹配。

在本实用新型的一实施方式中，头戴显示装置100还包括电子罗盘(未图示)，电连接于第二控制板60的主控芯片，用于提供方位信息。

在本实用新型的一实施方式中，头戴显示装置100还包括USB(Universal Serial Bus)接口(未标示)。第二控制板60还可通过USB接口与外部电连接的设备(图未示)进行数据交换，同时供电装置50还可在存储的电力不足时，通过USB接口进行充电。

需要说明的是：

1、第一控制板200b、第二控制板60可以是以主控芯片(如SoC，System on Chip)为核心的嵌入式电路板，内置Android、Windows等嵌入操作系统，通过安装并执行不同的程序使产品具有各种不同的功能。可以设计有DDR(Double Data Rate，双倍速率同步动态随机存储器)和Flash内部存储器、外部存储器接口等。这些属于对现有平台的应用，并不涉及到对软件的创新。

2、无人机器上的第一控制板200b同时读取无人机器的工作状态，并将读取的信息无线传输至头戴显示装置100的第二控制板60中并显示于显示装置70上，这些可以包括姿态信息、航向信息、位置信息、速度信息、电源电量信息、告警信息等。

3、头戴显示装置100的第二控制板60上设有无线传输装置(未图示)，电连接于该第二控制板60的主控芯片，用于接收外部的无线信号和/或发送无线信号至外部设备。无线传输装置可以是红外收发装置、蓝牙、WIFI模块等，用于配合鼠标、键盘、游戏手柄等外设。还可以包括通信模组或通信模组接口，如3G、4G等远程通讯模块，用于远程传输。相应的，设置在无人机器上的第一控制板200b具有用于和头戴显示装置100进行无线数据通信的相应的无线通信模块。

4、本实用新型旨在提供结构简化、体验更好的虚拟驾驶系统，以满足实际应用需求，本实用新型并不涉及到软件方面的任何创新，控制板的数据传输及控制方式，虽然离不开软件代码，但这些软件代码属于现有技术，本领域技术人员仅需将现有的代码裁剪或移植到本实用新型即可，当然也可以依照产品技术文档编写，并不涉及方法的创新。

以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于无人机器操控的虚拟驾驶系统，其特征在于，包括用于无人机器上的第一控制板和第一摄像装置；头戴显示装置；以及手动操控装置；

所述第一控制板通过与之电连接的所述第一摄像装置获取航拍图像信息，并无线传输至所述头戴显示装置；该第一控制板还用于接收所述头戴显示装置的控制指令，并根据所述控制指令调整无人机器的工作状态或第一摄像装置的云台工作状态；

所述头戴显示装置用于将所接收的航拍图像信息投射到用户眼中，用于向所述控制板发送控制指令，还用于接收所述手动操控装置的操作信号，根据该操作信号向所述第一控制板发送相应的控制指令。

2.权利要求1所述的虚拟驾驶系统，其特征在于，所述头戴显示装置包括壳体、位于所述壳体前端的第二摄像装置、位于所述壳体后端的两目镜，以及位于所述壳体内的供电装置、第二控制板和显示装置；

所述第二控制板用于接收所述第一控制板传输的航拍图像信息，并对所述航拍图像信息处理后生成两路视频信号；所述第二控制板还用于接收所述第二摄像装置的近景图像信息，并对所述近景图像信息处理后生成两路视频信号；并将所述航拍图像信息和/或近景图像信息经处理后生成的视频信号传输至与之电连接的所述显示装置，由所述显示装置左右分屏显示，所述两目镜和所述显示装置的两分屏显示界面一一对应设置，通过该两目镜，所述显示装置的左、右分屏图像分别对应的投射到用户的左、右眼中。

3.根据权利要求2所述的虚拟驾驶系统，其特征在于，还包括三维动作感应器，用于对人体的头部动作进行检测并得出检测数据，并将该检测数据或者与该检测数据对应的控制指令通过所述第二控制板无线传输至所述第一控制板，以控制所述第一摄像装置的云台工作状态。

4.根据权利要求2所述的虚拟驾驶系统，其特征在于，在所述壳体的后端设有胶垫，其形状与人的头部基本匹配。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的虚拟驾驶系统，其特征在于，还包括电子罗盘，电连接于所述头戴显示装置的第二控制板，用于提供方位信息。

6.根据权利要求2、3或4所述的虚拟驾驶系统，其特征在于，还包括USB接口，所述第二控制板还用于通过所述USB接口与外部电连接的设备进行通信，所述供电装置还用于通过所述USB接口进行充电。