CN211577684U - 一种无人机救援仿真平台 - Google Patents
一种无人机救援仿真平台 Download PDFInfo
- Publication number
- CN211577684U CN211577684U CN202020317898.6U CN202020317898U CN211577684U CN 211577684 U CN211577684 U CN 211577684U CN 202020317898 U CN202020317898 U CN 202020317898U CN 211577684 U CN211577684 U CN 211577684U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- simulation
- unmanned aerial
- aerial vehicle
- platform
- open
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Navigation (AREA)
Abstract
本实用新型提供了一种无人机救援仿真平台，包括：无人机飞行仿真子平台和救援场景仿真子平；无人机飞行仿真子平台包括：ROS开源机器人操作系统、Gazebo开源机器人仿真平台、仿真无人机和计算机视觉模块；仿真无人机提供有ROS开源机器人操作系统的编程接口，仿真无人机通编程接口与Gazebo开源机器人仿真平台和ROS开源机器人操作系统进行数据交互；救援场景仿真子平台基于Gazebo开源机器人仿真平台搭建，包括：导航二维码、道路、红色十字形状的紧急物资投递点及其他障碍物。本实用新型的有益效果是：本实用新型设计了一种具有良好扩展性的，基于全开源组件的无人机救援仿真平台，并基于救灾场景，设计了一套基于计算机视觉二维码定位策略达到无人机救灾的效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及无人机仿真技术领域，尤其涉及一种无人机救援仿真平台。
背景技术
无人机领域在近几年来发展迅速，无人机仿真也是无人机领域必不可缺的一部分。与真实无人机相比，仿真无人机可以模拟任何所需要的物理场景，能够完全避免真实飞机在现实测试中的硬件损耗，降低未知风险，本实用新型的无人机救援仿真旨在模拟真实的救援场景，设计救援的策略，使用无人机投放急救物资，监测险情等
但现有的无人机仿真的解决方案，一种是基于Matlib/Simulink的数字仿真，这种仿真不能够模拟真实的物理场景，不能够模拟相关的硬件，仅仅用作上层算法的设计与验证。另一种是半实物仿真，这种仿真可以模拟无人机的硬件，如电机、飞控等，也可以模拟各种传感器，如摄像头、激光雷达等。但半实物仿真大多基于非开源的商业无人机仿真平台，不便于进行深度的开发。并且，目前很少有使用无人机仿真来模拟救灾场景。
实用新型内容
为了解决现有无人机数字仿，真无法模拟真实物理场景与无人机半实物仿真不开源，无法深度开发的问题，解决目前很少使用无人机仿真来模拟救灾场景问题，本实用新型提供了一种无人机救援仿真平台；包括：一种无人机救援仿真平台，其特征在于：包括：无人机飞行仿真子平台和救援场景仿真子平台；
所述无人机飞行仿真子平台包括：ROS开源机器人操作系统、Gazebo开源机器人仿真平台、仿真无人机和计算机视觉模块；
所述Gazebo开源机器人仿真平台通过自带的gazebo plugin与所述ROS开源机器人操作系统进行数据交互；所述仿真无人机提供有所述ROS开源机器人操作系统的编程接口，所述仿真无人机通过所述编程接口与所述Gazebo开源机器人仿真平台和所述ROS开源机器人操作系统进行数据交互；所述计算机视觉模块包括ZBar和OpenCV，用于识别导航二维码、投递点、道路与障碍物；
所述的救援场景仿真子平台基于所述Gazebo开源机器人仿真平台搭建，包括：导航二维码、道路、红色十字形状的紧急物资投递点及障碍物。
进一步地，所述道路有多条，且各条道路之间的位置关系为平行或者垂直；且在两条相互垂直的道路的交汇点处设有所述导航二维码，每个交汇点处都设有所述导航二维码，所述导航二维码的个数与所述交汇点的个数相等。
进一步地，所述障碍物包括：失火高楼和道路障碍物；所述失火高楼和所述道路障碍物均有多个，且均可在所述救援场景仿真子平台中随意摆放；所述红色十字形状的紧急物资投递点根据待仿真的救援任务设置在所述救援场景仿真子平台中的对应位置。
进一步地，所述ZBar用于识别所述导航二维码，所述OpenCV用于识别所述红色十字形状的紧急物资投递点、所述道路及障碍物。
进一步地，所述Gazebo开源机器人仿真平台、ZBar、OpenCV和所述仿真无人机之间均通过所述ROS开源机器人操作系统进行通信。
进一步地，所述仿真无人机采用AR.Drone仿真无人机。
本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：本实用新型设计了一种具有良好扩展性的，基于全开源组件的无人机救援仿真平台，并基于救灾场景，设计了一套基于计算机视觉二维码定位策略达到无人机救灾的效果。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型实施例中一种无人机救援仿真平台的架构图；
图2是本实用新型实施例中所述救援场景仿真子平台的仿真效果图。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
本实用新型的实施例提供了一种无人机救援仿真平台；
请参考图1，图1是本实用新型实施例中一种无人机救援仿真平台的架构图，包括：无人机飞行仿真子平台1和救援场景仿真子平台2；
所述无人机飞行仿真子平台1包括：ROS开源机器人操作系统11、Gazebo 开源机器人仿真平台12、仿真无人机13和计算机视觉模块14；
所述Gazebo开源机器人仿真平台12通过自带的gazebo plugin与所述ROS 开源机器人操作系统11进行数据交互；所述仿真无人机13提供有所述ROS开源机器人操作系统11的编程接口，所述仿真无人机13通过所述编程接口与所述 Gazebo开源机器人仿真平台12和所述ROS开源机器人操作系统11进行数据交互；所述计算机视觉模块14包括ZBar和OpenCV，用于识别道路与障碍物；
所述的救援场景仿真子平台2基于所述Gazebo开源机器人仿真平台12搭建，如图2所示，图2是本实用新型实施例中所述救援场景仿真子平台的仿真效果图，所述救援场景仿真子平台2包括：导航二维码21、道路22、红色十字形状的紧急物资投递点23及障碍物。
Gazebo开源机器人仿真平台12提供所述救援场景仿真子平台2中的各物理模型信息，ROS开源机器人操作系统11把获得的所述物理模型信息拿来处理和程序化后，再反馈给所述救援场景仿真子平台2。
所述道路22有多条，且各条道路22之间的位置关系为平行或者垂直；且在两条相互垂直的道路22的交汇点处设有所述导航二维码21，每个交汇点处都设有所述导航二维码21，所述导航二维码21的个数与所述交汇点的个数相等；
所述障碍物包括：失火高楼24和道路障碍物25；所述失火高楼24和所述道路障碍物25均有多个，且可在所述救援场景仿真子平台2中随意摆放；所述红色十字形状的紧急物资投递点23根据待仿真的救援任务设置在所述救援场景仿真子平台2中的对应位置。
所述ZBar用于识别所述导航二维码21，所述OpenCV用于识别所述道路 22、投递点及障碍物。
所述Gazebo开源机器人仿真平台12、ZBar、OpenCV和所述仿真无人机13 之间均通过所述ROS开源机器人操作系统11进行通信。
所述仿真无人机13采用AR.Drone仿真无人机。
所述一种无人机救援仿真平台的使用原理如下：
在Gazebo开源机器人仿真平台中设计好AR.Drone仿真无人机的运动学模型，物理参数等仿真；
使用ROS开源机器人操作系统订阅AR.Drone仿真无人机的摄像头信息(基于实际无人机的摄像机参数)，Gazebo开源机器人仿真平台把救援场景仿真子平台中的图像信息反馈给ROS，计算机视觉模块再从ROS开源机器人操作系统中获取图像输入，进行算法计算，得到的结果反馈给ROS开源机器人操作系统， ROS开源机器人操作系统再将结果(无人机的姿态信息)发布给AR.Drone仿真无人机，这样就实现了计算机视觉模块控制AR.Drone仿真无人机。
无人机仿真救援的流程：
1)用户通过ROS开源机器人操作系统下发给AR.Drone仿真无人机救灾任务，计算机视觉模块识别起飞点，ROS开源机器人操作系统发布起飞指令，AR.Drone 仿真无人机从起飞点起飞；通过计算机视觉模块识别道路
2)AR.Drone仿真无人机遇到导航二维码的时候，使用计算机视觉模块识别导航二维码，导航二维码中预设有AR.Drone仿真无人机前进的方向信息， AR.Drone根据导航二维码提供的方向信息飞行至红色十字形状的紧急物资投递点，期间遇到障碍物需使用视觉模块躲避；
3)AR.Drone仿真无人机通过计算机视觉模块识别红色十字形状的紧急物资投递点，并降落，卸下物资。从红色十字形状的紧急物资投递点再次起飞，通过 OpenCV识别道路及障碍物，通过ZBar识别导航二维码定位的方向信息，返航并降落在降落点。
本实用新型的有益效果是：本实用新型设计了一种具有良好扩展性的，基于全开源组件的无人机救援仿真平台，并基于救灾场景，设计了一套基于计算机视觉二维码定位策略达到无人机救灾的效果。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种无人机救援仿真平台，其特征在于：包括：无人机飞行仿真子平台(1)和救援场景仿真子平台(2)；
所述无人机飞行仿真子平台(1)包括：ROS开源机器人操作系统(11)、Gazebo开源机器人仿真平台(12)、仿真无人机(13)和计算机视觉模块(14)；
所述Gazebo开源机器人仿真平台(12)通过自带的gazebo plugin与所述ROS开源机器人操作系统(11)进行数据交互；所述仿真无人机(13)提供有所述ROS开源机器人操作系统(11)的编程接口，所述仿真无人机(13)通过所述编程接口与所述Gazebo开源机器人仿真平台(12)和所述ROS开源机器人操作系统(11)进行数据交互；所述计算机视觉模块(14)包括ZBar和OpenCV，ZBar用于识别导航二维码(21)，OpenCV用于识别道路、投递点与障碍物；
所述的救援场景仿真子平台(2)基于所述Gazebo开源机器人仿真平台(12)搭建，包括：导航二维码(21)、道路(22)、红色十字形状的紧急物资投递点(23)及障碍物。
2.如权利要求1所述的一种无人机救援仿真平台，其特征在于：所述道路(22)有多条，且各条道路(22)之间的位置关系为平行或者垂直；且在两条相互垂直的道路(22)的交汇点处设有所述导航二维码(21)，每个交汇点处都设有所述导航二维码(21)，所述导航二维码(21)的个数与所述交汇点的个数相等。
3.如权利要求1所述的一种无人机救援仿真平台，其特征在于：所述障碍物包括：失火高楼(24)和道路障碍物(25)；所述失火高楼(24)和所述道路障碍物(25)均有多个，且均可在所述救援场景仿真子平台(2)中随意摆放；所述红色十字形状的紧急物资投递点(23)根据待仿真的救援任务设置在所述救援场景仿真子平台中的对应位置。
4.如权利要求1所述的一种无人机救援仿真平台，其特征在于：所述ZBar用于识别所述导航二维码(21)，所述OpenCV用于识别所述红色十字形状的紧急物资投递点(23)、所述道路(22)及障碍物。
5.如权利要求1所述的一种无人机救援仿真平台，其特征在于：所述Gazebo开源机器人仿真平台(12)、ZBar、OpenCV和所述仿真无人机(13)之间均通过所述ROS开源机器人操作系统(11)进行通信。
6.如权利要求1所述的一种无人机救援仿真平台，其特征在于：所述仿真无人机采用AR.Drone仿真无人机。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020317898.6U CN211577684U (zh) | 2020-03-15 | 2020-03-15 | 一种无人机救援仿真平台 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020317898.6U CN211577684U (zh) | 2020-03-15 | 2020-03-15 | 一种无人机救援仿真平台 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN211577684U true CN211577684U (zh) | 2020-09-25 |
Family
ID=72526814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202020317898.6U Expired - Fee Related CN211577684U (zh) | 2020-03-15 | 2020-03-15 | 一种无人机救援仿真平台 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN211577684U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113219854A (zh) * | 2021-04-20 | 2021-08-06 | 鹏城实验室 | 机器人仿真控制平台、方法及计算机存储介质 |
| CN113777953A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-12-10 | 北京航空航天大学 | 一种面向水陆两栖飞机的海上搜救任务仿真评估方法 |
-
2020
- 2020-03-15 CN CN202020317898.6U patent/CN211577684U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113219854A (zh) * | 2021-04-20 | 2021-08-06 | 鹏城实验室 | 机器人仿真控制平台、方法及计算机存储介质 |
| CN113219854B (zh) * | 2021-04-20 | 2024-05-28 | 鹏城实验室 | 机器人仿真控制平台、方法及计算机存储介质 |
| CN113777953A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-12-10 | 北京航空航天大学 | 一种面向水陆两栖飞机的海上搜救任务仿真评估方法 |
| CN113777953B (zh) * | 2021-08-25 | 2024-04-30 | 北京航空航天大学 | 一种面向水陆两栖飞机的海上搜救任务仿真评估方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| O'Kelly et al. | F1/10: An open-source autonomous cyber-physical platform | |
| Filigenzi et al. | Virtual reality for mine safety training | |
| CN112100856A (zh) | 一种基于多平台的自动驾驶联合仿真方法 | |
| Roucek et al. | System for multi-robotic exploration of underground environments ctu-cras-norlab in the darpa subterranean challenge | |
| CN211577684U (zh) | 一种无人机救援仿真平台 | |
| Cole et al. | System development and demonstration of a cooperative UAV team for mapping and tracking | |
| CN113566825B (zh) | 基于视觉的无人机导航方法、系统及存储介质 | |
| Odelga et al. | A setup for multi-uav hardware-in-the-loop simulations | |
| CN109783856A (zh) | 基于群体效应的应急人群疏散仿真方法及系统 | |
| Mejias et al. | Forced landing technologies for unmanned aerial vehicles: towards safer operations | |
| Marayong et al. | Urban air mobility system testbed using cave virtual reality environment | |
| Almeida et al. | Distributed UAV-swarm-based real-time geomatic data collection under dynamically changing resolution requirements | |
| Garzón et al. | An hybrid simulation tool for autonomous cars in very high traffic scenarios | |
| CN113192381A (zh) | 基于混合场景的模拟驾驶方法、系统、设备及存储介质 | |
| Sanchez-Lopez et al. | A vision based aerial robot solution for the mission 7 of the international aerial robotics competition | |
| Silano et al. | MAT-fly: an educational platform for simulating unmanned aerial vehicles aimed to detect and track moving objects | |
| Malayjerdi et al. | Autonomous vehicle safety evaluation through a high-fidelity simulation approach | |
| CN115755829A (zh) | 用于验证智能控制系统安全性的方法及装置 | |
| Priambodo et al. | A Vision and GPS Based System for Autonomous Precision Vertical Landing of UAV Quadcopter | |
| CN115758687A (zh) | 一种无人机自动驾驶仿真平台 | |
| CN114896817A (zh) | 一种车辆在环融合测试系统及方法 | |
| Mugnai et al. | Towards Autonomous Firefighting UAVs: Online Planners for Obstacle Avoidance and Payload Delivery | |
| Huggard et al. | Droning on: Reflections on integrating uav technology into a computer engineering design laboratory | |
| Keno et al. | Simulation-based Scenario Generation for Robust Hybrid AI for Autonomy | |
| Tovanche-Picon et al. | Real-time safe validation of autonomous landing in populated areas: from virtual environments to Robot-In-The-Loop |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200925 Termination date: 20210315 |