[發(fā)明專利]一種基于混合控制技術(shù)的無人機(jī)偵察系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710628125.2
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號(hào): CN107357311B
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳寧;周芳;葛芬;聶國明;岳新新;李麒鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G05D1/10
• 分類號(hào): G05D1/10
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 劉莎

1.一種基于混合控制技術(shù)的無人機(jī)偵察系統(tǒng)，其特征在于，包括信號(hào)采集模塊、無人機(jī)和地面站，其中：

所述信號(hào)采集模塊包括腦電測量單元、肌電測量單元以及頭戴式陀螺儀，其中，腦電測量單元用于獲取無人機(jī)操控者腦部激發(fā)的大腦電流脈沖信號(hào)，肌電測量單元用于采集操控者面部肌肉運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的肌電信號(hào)，頭戴式陀螺儀用于獲取操控者的頭部運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；

所述地面站包括意念識(shí)別模塊、面部表情識(shí)別模塊、頭部動(dòng)作識(shí)別模塊、命令生成模塊、地面收發(fā)模塊、飛行監(jiān)控模塊、圖像接收模塊、圖像處理模塊以及顯示器，其中，意念識(shí)別模塊用于根據(jù)腦電測量單元獲取的大腦電流脈沖信號(hào)識(shí)別無人機(jī)操控者的意念類型，面部表情識(shí)別模塊用于根據(jù)肌電測量單元采集的肌電信號(hào)識(shí)別無人機(jī)操控者的表情種類，頭部動(dòng)作識(shí)別模塊用于根據(jù)頭戴式陀螺儀獲取的頭部運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判定無人機(jī)操控者的頭部動(dòng)作；命令生成模塊用于根據(jù)無人機(jī)操控者的意念類型、面部表情和頭部動(dòng)作，獲取操控者狀態(tài)信息，與命令映射關(guān)系匹配后生成無人機(jī)飛行命令；地面收發(fā)模塊用于飛行命令的發(fā)送和飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)的接收，飛行監(jiān)控模塊用于實(shí)時(shí)監(jiān)測無人機(jī)飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)，圖像接收模塊用于接收無人機(jī)的偵察信息，圖像處理模塊用于對無人機(jī)的偵查信息進(jìn)行播放、錄制；顯示器用于顯示偵查信息和飛行狀態(tài)信息，刺激影響操控者的狀態(tài)，以產(chǎn)生新的后續(xù)飛行命令，進(jìn)而完成偵察任務(wù)；

所述無人機(jī)包括機(jī)載收發(fā)模塊、飛行平臺(tái)、機(jī)載相機(jī)以及圖像發(fā)射模塊，其中，機(jī)載收發(fā)模塊用于接收飛行命令和向地面站反饋飛行狀態(tài)信息；飛行平臺(tái)用于執(zhí)行飛行命令，并將飛行狀態(tài)信息發(fā)送至機(jī)載收發(fā)模塊；機(jī)載相機(jī)用于拍攝偵察信息，并將圖像發(fā)送至圖像發(fā)射模塊；圖像發(fā)射模塊用于將偵察信息發(fā)送至地面站的圖像接收模塊；

所述頭部動(dòng)作識(shí)別模塊通過Emotiv API獲取頭戴式陀螺儀X軸和Y軸的實(shí)時(shí)數(shù)值，根據(jù)X軸和Y軸的實(shí)時(shí)數(shù)值對應(yīng)的笛卡爾坐標(biāo)系區(qū)域識(shí)別頭部動(dòng)作，笛卡爾坐標(biāo)系由正X軸偏正Y軸30°起逆時(shí)針依次劃分為第一至第六區(qū)域，第一區(qū)域?qū)?yīng)圓心角為30°，第二區(qū)域?qū)?yīng)圓心角為60°，第三區(qū)域?qū)?yīng)圓心角為30°，第四區(qū)域?qū)?yīng)圓心角為60°，第五區(qū)域?qū)?yīng)圓心角為120°，第六區(qū)域?qū)?yīng)圓心角為60°；

所述地面站與無人機(jī)間的消息幀結(jié)構(gòu)為起始標(biāo)志、命令標(biāo)識(shí)、附加信息以及校驗(yàn)位，校驗(yàn)碼采用16位循環(huán)冗余校驗(yàn)算法得到。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于混合控制技術(shù)的無人機(jī)偵察系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)采集模塊佩戴于操控者頭部。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于混合控制技術(shù)的無人機(jī)偵察系統(tǒng)，其特征在于，所述意念識(shí)別模塊、面部表情識(shí)別模塊和頭部動(dòng)作識(shí)別模塊分別位于獨(dú)立的線程。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于混合控制技術(shù)的無人機(jī)偵察系統(tǒng)，其特征在于，所述命令生成模塊包括配置管理單元和命令映射單元，其中，配置管理單元包括數(shù)據(jù)庫管理、系統(tǒng)配置以及用戶管理，數(shù)據(jù)庫管理用于實(shí)現(xiàn)命令映射關(guān)系數(shù)據(jù)庫名稱、用戶名、密碼、表名稱以及命令映射信息的管理；系統(tǒng)配置用于對外通信接口、調(diào)用資源路徑及命令映射信息的配置；用戶管理完成用戶的登錄與注銷、新建用戶、刪除用戶及修改用戶信息的操作；命令映射單元包括優(yōu)先級判斷和命令發(fā)布，優(yōu)先級判斷用于完成意念、面部表情和頭部動(dòng)作的映射優(yōu)先級設(shè)置和判別，命令發(fā)布用于將當(dāng)前最高優(yōu)先級的狀態(tài)映射為飛行命令并對外輸出。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于混合控制技術(shù)的無人機(jī)偵察系統(tǒng)，其特征在于，所述飛行監(jiān)控模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測的無人機(jī)飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)包括經(jīng)緯度坐標(biāo)、飛行高度、飛行速度以及前進(jìn)方向。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于混合控制技術(shù)的無人機(jī)偵察系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像處理模塊包括視頻播放、視頻錄制和回放控制，其中，視頻播放用于播放圖像接收模塊接收到的實(shí)時(shí)偵察信息以及播放歷史視頻文件，并將圖像在顯示器上進(jìn)行顯示；視頻錄制用于將圖像接收模塊接收到的偵察信息保存為視頻文件；回放控制用于控制歷史視頻文件的播放控制。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于混合控制技術(shù)的無人機(jī)偵察系統(tǒng)，其特征在于，所述視頻錄制與視頻播放同時(shí)進(jìn)行。