CN207663283U - 一种无人机视觉导航测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种无人机视觉导航测试系统，涉及无人机导航辅助设备技术领域，包括：手持式测试装置和上位机。手持式测试装置包括：目标数据采集模块、主控制器、无线通讯模块和电源。目标数据采集模块采集生成目标图像信息，并发送目标图像信息。主控制器接收目标图像信息，根据目标图像信息生成目标位置信息。飞行控制器接收目标位置信息，并根据目标位置信息生成导航信息。主控制器通过无线通讯模块将目标图像信息和导航信息发送至上位机。该技术方案缓解了现有技术存在的无人机导航系统复杂、测试难度大的技术问题，保证了无人机导航系统测试的准确性的同时简化了测试的流程，实现了无人机飞行控制器及导航系统的性能测试。

Description

一种无人机视觉导航测试系统

技术领域

本实用新型涉及无人机导航辅助设备技术领域，尤其是涉及一种无人机视觉导航测试系统。

背景技术

旋翼无人机以其高灵活性和较低的起降条件要求在民用和军事领域得到广泛的发展和应用。经典的旋翼机无人机，例如多旋翼无人机、单旋翼无人直升机和共轴对转无人直升机在解决环境监控、海上污染监视、地理信息收集等方面扮演着重要的作用。

无人机导航是指无人机在飞行过程中确定其位置和方向的方法或过程，涉及力学、电子学、自动控制及计算机等多个学科。导航系统的性能直接关系到航行任务的完成，无人机依靠飞行控制系统实现自动飞行，而飞行控制系统的反馈输入来自于导航信号。

在实现本实用新型过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：现有的针对于无人机导航系统的测试，需要测试人员对载有无人机视觉导航系统的真机进行测试，其中导航测试的结果容易受到系统中其他部分的干扰，同时，测试人员需要对无人机系统的开发原理进行深入透彻的学习，增加了无人机导航系统测试的难度，因此，现有技术存在无人机导航系统复杂、测试难度大的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种无人机视觉导航测试系统，以缓解现有技术存在的无人机导航系统复杂、测试难度大的技术问题。

本实用新型实施例提供了一种无人机视觉导航测试系统，包括：手持式测试装置和上位机；

手持式测试装置包括：目标数据采集模块、主控制器、无线通讯模块和电源；

主控制器通过电源供电，主控制器分别与目标数据采集模块和外部的飞行控制器连接；主控制器通过飞控连接接口与外部的飞行控制器连接；

目标数据采集模块采集生成目标图像信息，并发送目标图像信息；主控制器接收目标图像信息，根据目标图像信息生成目标位置信息；飞行控制器接收目标位置信息，并根据目标位置信息生成导航信息；主控制器通过无线通讯模块将目标图像信息和导航信息发送至上位机。

进一步的，本实用新型实施例提供的无人机视觉导航测试系统中，目标数据采集模块与主控制器之间通过千兆网口连接。

进一步的，本实用新型实施例提供的无人机视觉导航测试系统中，飞控连接接口为RS232串行接口和USB接口。

进一步的，本实用新型实施例提供的无人机视觉导航测试系统中，目标数据采集模块为摄像头、相机或摄像机。

进一步的，本实用新型实施例提供的无人机视觉导航测试系统中，上位机包括上位机控制器和与上位机控制器连接的显示器。

进一步的，本实用新型实施例提供的无人机视觉导航测试系统中，无线通讯模块采用WiFi无线通讯、蓝牙无线通讯或射频无线通讯进行数据传输。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：本实用新型实施例所提供的无人机视觉导航测试系统，包括：手持式测试装置和上位机。手持式测试装置包括：目标数据采集模块、主控制器、无线通讯模块和电源。主控制器通过电源供电，主控制器分别与目标数据采集模块和外部的飞行控制器连接。主控制器通过飞控连接接口与外部的飞行控制器连接。目标数据采集模块采集生成目标图像信息，并发送目标图像信息。主控制器接收目标图像信息，根据目标图像信息生成目标位置信息。飞行控制器接收目标位置信息，并根据目标位置信息生成导航信息。主控制器通过无线通讯模块将目标图像信息和导航信息发送至上位机。该技术方案通过手持式测试装置和上位机之间的数据信号传输，实现了无人机飞行控制器及导航系统的性能测试，排除了无人机系统中其他子系统对飞控及导航系统的干扰，降低了测试的难度，且测试效果直观，同时避免了用户采用传统测试装置造成的导航测试结果偏差，保证了无人机导航系统测试的准确性的同时简化了测试的流程，从而缓解了现有技术存在的无人机导航系统复杂、测试难度大的技术问题。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例提供的无人机视觉导航测试系统的结构示意图。

图标：

100-手持式测试装置；110-目标数据采集模块；111-千兆网口；120-主控制器；121-飞控连接接口；1211-RS232串行接口；1212-USB接口；130-无线通讯模块；140-电源；200-上位机；210-上位机控制器；220-显示器；300-飞行控制器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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例，都属于本实用新型保护的范围。

目前，现有的针对于无人机导航系统的测试，需要测试人员对载有无人机视觉导航系统的真机进行测试，其中导航测试的结果容易受到系统中其他部分的干扰，同时，测试人员需要对无人机系统的开发原理进行深入透彻的学习，增加了无人机导航系统测试的难度，基于此，本实用新型实施例提供的一种无人机视觉导航测试系统，可以简化测试系统结构、降低测试难度。

参见图1，本实用新型实施例提供的无人机视觉导航测试系统的结构示意图。本实用新型实施例提供的无人机视觉导航测试系统，包括：手持式测试装置100和上位机200。手持式测试装置100与待测的无人机飞行控制器300相连接，实现与无人机飞行控制器之间的数据传输，上位机用于处理和显示手持式测试装置及飞行控制器发送的数据。系统通过手持式测试装置和上位机之间的数据信号交互，实现了无人机飞控及导航系统的全链路测试，简化了测试系统结构，便于用户进行手持测试，降低了测试难度。

具体的，手持式测试装置100包括：目标数据采集模块110、主控制器120、无线通讯模块130和电源140。目标数据采集模块用于采集地面标志的图像数据，模拟无人机日常作业时对外部环境的图像采集。主控制器为测试装置的主要处理计算单元，是测试装置的核心。无线通讯模块是手持式测试装置与上位机之间通讯的桥梁。

主控制器通过与其连接的电源供电，主控制器120与目标数据采集模块110相连接，用于采集目标数据采集模块生成的目标图像信息。进一步的，本实用新型实施例提供的无人机视觉导航测试系统中，目标数据采集模块110与主控制器120之间通过千兆网口111连接，保证了目标数据采集模块与主控制之间数据传输的稳定性与速度。进一步的，本实用新型实施例提供的无人机视觉导航测试系统中，主控制器120还与外部的飞行控制器300连接，用于测试飞行控制器的性能，具体的，主控制器120通过飞控连接接口121与外部的飞行控制器300连接，其中，飞控连接接口121为RS232串行接口1211和USB接口1212。RS232串行接口用于实现主控制器与飞行控制器之间的数据传输，USB接口用于登录飞行控制器的飞行控制界面。

本实用新型实施例提供的无人机视觉导航测试系统中，目标数据采集模块对范围内的环境进行图像采集，生成具有可识别的特定目标的目标图像信息，目标数据采集模块发送该目标图像信息至系统的主控制器。进一步的，目标数据采集模块为摄像头、相机或摄像机。

本实用新型实施例提供的无人机视觉导航测试系统中，主控制器接收目标数据采集模块生成的目标图像信息，目标图像信息表征置于手持式测试装置内部的飞行控制器和手持式测试装置实际的运动路径。主控制器对该目标图像信息进行特征识别及数据处理，生成对应于目标图像信息的目标位置信息，目标位置信息表征了目标的基本特征和根据图像判断出的无人机当前的飞行姿态信息。主控制器还将目标位置信息通过RS232串行接口发送至飞行控制器。

飞行控制器接收主控制器发送的目标位置信息，并根据目标位置信息生成导航信息。飞行控制器对接收到的目标位置信息进行数据处理，综合分析当前模拟的无人机飞行姿态和目标的特征，生成表征着预判飞行路径信息的导航信息。导航信息表征无人机根据目标位置所作出飞行路径的预判。飞行控制器还通过RS232串行接口将导航信息发送至主控制器。

主控制器120接收目标数据采集模块110生成的目标图像信息和飞行控制器300发送的导航信息，并通过无线通讯模块130将目标图像信息和导航信息发送至上位机200。上位机200接收目标图像信息和导航信息，将目标数据采集模块生成的表示飞行控制器和手持式测试装置实际的运动路径的目标图像信息和飞行控制器生成的表示预判飞行路径的导航信息进行对比，以两者的偏差判断飞行控制器的视觉导航性能，排除了无人机系统中其他子系统对飞控及导航系统的干扰，降低了测试的难度，且测试效果直观，同时避免了用户采用传统测试装置造成的导航测试结果偏差，保证了无人机导航系统测试的准确性的同时简化了测试的流程，从而缓解了现有技术存在的无人机导航系统复杂、测试难度大的技术问题。

进一步的，本实用新型实施例提供的无人机视觉导航测试系统中，无线通讯模块130采用WiFi无线通讯、蓝牙无线通讯或射频无线通讯进行数据传输，避免因传统测试装置中复杂的数据传输线路而对测试结果造成干扰，造成测量误差。进一步的，本实用新型实施例提供的无人机视觉导航测试系统中，上位机200包括上位机控制器210和与上位机控制器连接的显示器220。上位机控制器用于接收目标图像信息和导航信息，并进行数据分析和对比，上位机控制器还将目标图像信息和导航信息分别发送至显示器，便于用户对测试结果进行直观的对比。

本实用新型实施例所提供的无人机视觉导航测试系统，包括：手持式测试装置和上位机。手持式测试装置包括：目标数据采集模块、主控制器、无线通讯模块和电源。主控制器通过电源供电，主控制器分别与目标数据采集模块和外部的飞行控制器连接。主控制器通过飞控连接接口与外部的飞行控制器连接。目标数据采集模块采集生成目标图像信息，并发送目标图像信息。主控制器接收目标图像信息，根据目标图像信息生成目标位置信息。飞行控制器接收目标位置信息，并根据目标位置信息生成导航信息。主控制器通过无线通讯模块将目标图像信息和导航信息发送至上位机。该技术方案通过手持式测试装置和上位机之间的数据信号传输，实现了无人机飞行控制器及导航系统的性能测试，排除了无人机系统中其他子系统对飞控及导航系统的干扰，降低了测试的难度，且测试效果直观，同时避免了用户采用传统测试装置造成的导航测试结果偏差，保证了无人机导航系统测试的准确性的同时简化了测试的流程，从而缓解了现有技术存在的无人机导航系统复杂、测试难度大的技术问题。

在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种无人机视觉导航测试系统，其特征在于，包括：手持式测试装置和上位机；

所述手持式测试装置包括：目标数据采集模块、主控制器、无线通讯模块和电源；

所述主控制器通过所述电源供电，所述主控制器分别与所述目标数据采集模块和外部的飞行控制器连接；所述主控制器通过飞控连接接口与外部的飞行控制器连接；

所述目标数据采集模块采集生成目标图像信息，并发送所述目标图像信息；所述主控制器接收所述目标图像信息，根据所述目标图像信息生成目标位置信息；所述飞行控制器接收所述目标位置信息，并根据所述目标位置信息生成导航信息；所述主控制器通过所述无线通讯模块将所述目标图像信息和导航信息发送至所述上位机。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述目标数据采集模块与所述主控制器之间通过千兆网口连接。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述飞控连接接口为RS232串行接口和USB接口。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述目标数据采集模块为摄像头、相机或摄像机。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述上位机包括上位机控制器和与上位机控制器连接的显示器。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无线通讯模块采用WiFi无线通讯、蓝牙无线通讯或射频无线通讯进行数据传输。