[實用新型]一種多模態(tài)無人機人機交互操控半實物仿真系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821380387.8
• 申請日: 2018-08-24
• 公開（公告）號: CN208796050U
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發(fā)明（設計）人: 趙小川
• 申請（專利權）人: 趙小川
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 北京君泊知識產(chǎn)權代理有限公司 11496
• 代理人: 王程遠

本實用新型涉及一種多模態(tài)無人機人機交互操控半實物仿真系統(tǒng)，包括：機載處理器，其搭載在無人機上；手勢識別設備和腦電信號測量設備，其通過串口通訊模塊與轉接模塊連接，轉接模塊與機載處理器連接；遙控器，其通過PPM接口與機載處理器連接；仿真上位機，其上搭載AirSim模擬器，并通過串口通訊模塊與機載處理器連接；地面控制站，其通過串口通訊模塊與機載處理器連接，并通過UDP協(xié)議與仿真上位機連接。本實用新型的有益效果為：實現(xiàn)多種模態(tài)控制下的腦電和手勢控制以及遙控器控制無人機飛行過程的仿真，也可實現(xiàn)地面控制站控制無人機飛行過程的仿真。

技術領域

本實用新型涉及一種多模態(tài)無人機人機交互操控半實物仿真系統(tǒng)。

背景技術

無人機作為模擬飛機類來襲目標，可為防空武器系統(tǒng)的火控雷達校飛、射擊等任務提供空中靶標，是武器系統(tǒng)研制、鑒定過程中必不可少的裝備。作為無人機的核心組成部分之一，飛控系統(tǒng)通過控制無人機的姿態(tài)，從而完成無人機各種模態(tài)下的飛行任務。在無人機的研制過程中，人機交互是非常重要的一個環(huán)節(jié)。手勢識別和腦電控制技術是新一代自然人機交互的一項關鍵技術，相對于傳統(tǒng)的鼠標，鍵盤等接觸式的操作方式，手勢和腦電具有自然直觀、容易理解、操作簡單、體驗性好等優(yōu)點，更加符合人類日常交流習慣，手勢識別和腦電控制已經(jīng)成為人機交互方案的研究熱點。將操控者與無人機之間結合應用，具有良好的應用前景。現(xiàn)有技術中，只能實現(xiàn)地面控制站控制無人機飛行過程中的仿真，無法實現(xiàn)多種模態(tài)控制下的操控者腦電和手勢控制無人機飛行過程的仿真，從而無法對人機交互的控制指令有針對性的修正，進而提高識別的可靠性，避免誤觸發(fā)的發(fā)生。

實用新型內容

針對上述問題中存在的不足之處，本實用新型提供一種多模態(tài)無人機人機交互操控半實物仿真系統(tǒng)，實現(xiàn)多種模態(tài)控制下的腦電和手勢控制、遙控器控制無人機飛行過程的仿真，同時可以實現(xiàn)地面控制站控制無人機飛行過程的仿真。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種多模態(tài)無人機人機交互操控半實物仿真系統(tǒng)，包括：

機載處理器，其搭載在無人機上；

手勢識別設備，其通過串口通訊模塊與轉接模塊輸入端連接，所述轉接模塊輸出端與所述機載處理器通信連接；

腦電信號測量設備，其通過串口通訊模塊與轉接模塊輸入端連接，所述轉接模塊輸出端與所述機載處理器通信連接；

遙控器，其通過PPM接口與所述機載處理器通信連接；

仿真上位機，其上搭載有AirSim模擬器，并通過串口通訊模塊與所述機載處理器通信連接；

地面控制站，其通過串口通訊模塊與所述機載處理器通信連接，并通過UDP協(xié)議與所述仿真上位機通信連接。

作為本實用新型進一步改進，所述手勢識別設備包括：

肌電信號測量設備，其包括佩戴在操控者兩只手臂上的若干個肌電電極、用以消除共模干擾的驅動電路、模數(shù)轉換芯片、微控制單元MCU以及佩戴在操控者腿上的震動馬達，若干個肌電電極以環(huán)狀陣列形式粘貼在操控者左前臂和右前臂上，用于采集操控者的肌電信號，若干個肌電電極和所述驅動電路均與所述模數(shù)轉換芯片相連，所述模數(shù)轉換芯片通過SPI接口與所述微控制單元MCU雙向通信連接，所述微控制單元MCU與所述震動馬達相連；

姿態(tài)信號測量設備，其包括佩戴在操控者兩只手臂上的若干IMU；

手勢識別解碼設備，其輸入端通過串口通訊模塊與所述微控制單元MCU和所述若干IMU相連，輸出端通過串口與所述轉接模塊輸入端相連，所述轉接模塊輸出端與所述機載處理器通信連接。

作為本實用新型進一步改進，所述轉接模塊選用基于AVR處理器的Arduino mega2560芯片，具有四路串口和四路中斷源。