[發明專利]一種無人機半實物仿真操作控制裝置

在審

• 申請號: 201810320140.5
• 申請日: 2018-04-11
• 公開（公告）號: CN108427323A
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 張明義;黃克明;張羅政;濮娜;李曉明;王濤;劉發磊
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍炮兵防空兵學院
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

本發明公開了一種無人機半實物仿真操作控制裝置，包括指令輸入模塊、鍵鼠切換模塊、數據處理模塊、通信模塊、供電模塊、模擬量輸入接口以及殼體；鍵鼠切換模塊接收數據處理模塊發送的切換指令；指令輸入模塊、模擬量輸入接口分別接收飛行操作指令中的開關指令和遙調指令，并發送至數據處理模塊進行處理編碼，再通過通信模塊將飛行操作指令發送至相應的控制計算機。本發明采集操作人員操作指令數據，識別后進行編碼處理，并傳送至控制計算機，對無人機仿真模型進行控制，實現人機交互的半實物仿真飛行操作訓練功能。

技術領域

本發明涉及一種半實物仿真控制裝置，特別是一種無人機半實物仿真操作控制裝置。

背景技術

無人機作為高技術新型裝備，系統組成復雜、價格昂貴、專業性強，實裝飛行操作訓練組織協調難度高，人力、物力和財力消耗大，加之受到環境和空域的制約，風險較高。尤其是隨著無人機技術快速發展，無人機的類型、數量不斷增多，完全依靠實裝飛行難以滿足無人機飛行操作訓練的現實需求。

無人機半實物仿真系統是開展無人機飛行操作訓練與科研的重要平臺。具有模擬飛行功能的無人機半實物仿真系統是替代無人機實際裝備進行飛行操作訓練的有效手段。借助計算機建模與仿真等技術，創建一個逼真的仿真飛行訓練環境，操作人員通過半實物仿真設備進行飛行操作訓練，熟悉系統操作流程，可豐富無人機飛行訓練手段，提高訓練質量。

無人機半實物仿真系統中飛行動力學數學模型、無人機模型、仿真環境模型、外干擾模型等都在仿真控制計算機上運行解算，通過人機交互操作進行干預，包括飛行器控制操作、任務設備控制操作、環境變化操作和故障設置操作等。但人工操作指令復雜，按鍵數量較多，由于控制計算機接口數量和類型的限制，操作指令無法直接輸入到控制計算機，極大的影響人工操作對無人機模型的干預能力。

發明內容

本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種無人機半實物仿真操作控制裝置，采集操作人員操作指令數據，識別后進行編碼處理，并傳送至控制計算機，對無人機仿真模型進行控制，實現人機交互的半實物仿真飛行操作訓練功能。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種無人機半實物仿真操作控制裝置，其特征在于：包括指令輸入模塊、鍵鼠切換模塊、數據處理模塊、通信模塊、供電模塊、模擬量輸入接口以及殼體；所述模擬量輸入接口接入數據處理模塊，數據處理模塊分別與指令輸入模塊、通信模塊、鍵鼠切換模塊雙向連接，所述供電模塊為指令輸入模塊提供5V電壓、為數據處理模塊提供3.3V電壓；所述通信模塊通過USB口與控制計算機連接，所述供電模塊的輸入電壓通過所述USB口從控制計算機獲得；所述鍵鼠切換模塊接收數據處理模塊發送的切換指令；所述指令輸入模塊、模擬量輸入接口分別接收飛行操作指令中的開關指令和遙調指令，并發送至數據處理模塊進行處理編碼，再通過通信模塊將飛行操作指令發送至相應的控制計算機。

所述的一種無人機半實物仿真操作控制裝置，其特征在于：所述供電模塊通過USB口從控制計算機中獲取5V直流電壓，再通過LDO降壓得到5V和3.3V電壓提供給指令輸入模塊和數據處理模塊。無需另外的開關電源給控制裝置供電。但是控制計算機USB口的供電電流是有限制的，均流500mA，峰值1000mA，因此，本設計中通過優化電路設計和合理的元器件選型有效地降低了功耗，把采集電路的整體功耗控制在USB正常輸出的范圍之內。

所述的一種無人機半實物仿真操作控制裝置，其特征在于：所述通信模塊的通信芯片選用PL2303HX。該芯片采用28腳SOIC封裝，工作頻率為12MHz，符合USB1.1通信協議，波特率支持從75~1228800 bit，有22種波特率可以選擇，并支持5、6、7、8、16共5種數據比特位。

所述的一種無人機半實物仿真操作控制裝置，其特征在于：所述鍵鼠切換模塊的芯片選用FSUSB11芯片，實現一套鍵盤和鼠標在兩臺控制計算機之間切換使用。該芯片集成兩路帶寬高、信號畸變低的單刀雙擲開關（SPDT），符合USB1.1規范，控制端兼容TTL電平。