[發明專利]一種基于AirSim的無人機仿真培訓方法

在審

• 申請號: 202011058028.2
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112185212A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 趙云龍;張梁;劉占雙;羅龍;齊鵬文;王曉峰;郭培恒;張永勝;馬超;劉洋;潘超;王文斌;成軍輝
• 申請（專利權）人: 國家電網有限公司;國網青海省電力公司;國網青海省電力公司檢修公司
• 主分類號: G09B9/30
• 分類號: G09B9/30;G09B9/08
• 代理公司: 湖北天領艾匹律師事務所 42252
• 代理人: 楊建軍

本發明公開了一種基于AirSim的無人機仿真培訓方法，具體涉及無人機仿真培訓技術領域，包括以下步驟，仿真無人機模型搭建，分別搭建不同型號的無人機飛控仿真模型，真實模擬無人機的各項飛行數據，并建立3D模型，并將無人機飛行數據與控制遙控器進行數控連接，從而實現仿真無人機與云臺的通訊機制，本發明通過對訓練的場景進行實時采集，并根據場景中所遇到的各項問題進行建模待用，并將虛擬場景的數據與建模數據進行連接，使得當實時場景下具有問題時自動加設相對應的問題模型，使得在本方法使用時，可以根據實際場景進行實時模擬，以便于對無人機的仿真培訓更加真實可行，避免場景一致而使得學員難以體驗真實情況的問題。

技術領域

本發明涉及無人機仿真培訓技術領域，更具體地說，本發明涉及一種基于AirSim的無人機仿真培訓方法。

背景技術

由于無人機的操縱是一個比較復雜的過程，對操縱人員有比較高的要求，因而研發了仿真培訓系統，讓操縱人員進行模擬訓練，既可以節省費用，又可以避免由于操縱不熟練而造成的損失。

AirSim是微軟開源的一個跨平臺的建立在虛幻引擎上的無人機以及其它自主移動設備的模擬器，它支持硬件在循環與流行的飛行控制器的物理和視覺逼真模擬，它被開發為一個虛幻的插件，可以簡單地放到任何你想要的虛幻環境中，該模擬器創造了一個高還原的逼真虛擬環境，模擬了陰影、反射等其它現實世界中容易干擾的環境，讓無人機不用經歷真實世界的風險就能進行訓練，但是由于仿真模型是人為建設的，只能根據建設者所了解到的問題進行建設，難以根據所需環境進行實時采集建設，所以在實際使用時可能會遇到一些其他的真實情況，因此，一種基于AirSim且可以實時采集實景進行模擬的無人機仿真培訓方法的研究，具有重要意義。

發明內容

為了克服現有技術的上述缺陷，本發明提供了一種基于AirSim的無人機仿真培訓方法，本發明所要解決的技術問題是：由于仿真模型是人為建設的，只能根據建設者所了解到的問題進行建設，難以根據所需環境進行實時采集建設，所以在實際使用時可能會遇到一些其他的真實情況的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種基于AirSim的無人機仿真培訓方法，包括以下步驟：

S1、仿真無人機模型搭建：

分別搭建不同型號的無人機飛控仿真模型，真實模擬無人機的各項飛行數據，并建立3D模型，并將無人機飛行數據與控制遙控器進行數控連接，從而實現仿真無人機與云臺的通訊機制，使得操作者可以通過遙控器發送飛行過程中的遙控指令。

S2、實時場景仿真模型搭建：

對訓練的場景進行實時采集，使用攝像機對多個位置進行錄像，同時將攝像機采集的實時視頻輸送到控制器并進行3D建模，并以3D建模的實際場景作為本仿真培訓方法中的實時虛擬場景，并根據場景中所遇到的各項問題進行建模待用，并將虛擬場景的數據與建模數據進行連接，使得當實時場景下具有問題時自動加設相對應的問題模型，在此場景的基礎上，根據無人機任務執行過程中的操作技術要領，設計并以最常見的經典故障為基礎，在虛擬場景中布置各種故障點，分別模擬在大風大雨等惡劣天氣的環境，或同時進行場景難度由簡單到復雜的過程。

S3、設置賬號登錄系統：

對學員賬號登錄系統進行搭建，使得學員可以通過輸入自己的身份信息進行登錄，并搭建一個可以對場景進行控制的教練員登錄系統，并對學員賬號登錄過程進行保護，除教練員賬號控制外，不可與其他賬號同時操作使用。

S4、仿真無人機飛行故障搭建與結果評判：