[发明专利]无人机视景仿真系统及仿真方法

说明书

技术领域

本发明涉及无人机控制技术，特别涉及无人机视景仿真系统及仿真方法。

背景技术

无人机控制技术属于一种远距离信号控制技术，其主要利用无人机上的摄像头及传感器分别采集无人机当前视景及无人机的飞行状态数据并回传至地面控制站，由无人机控制人员根据上述采集到的数据来控制无人机的飞行。传统的无人机控制存在以下缺陷：

1.信号延迟：由于无人机控制属于远距离控制，有时甚至需要利用到卫星信号，摄像头采集的视频信号数据量巨大，传输到地面控制站进行显示会有时间延迟，离地面控制站距离越远延迟越大，这样可能造成控制人员的误判断而导致操作失误；

2.视频信号不清晰：由于传输带宽有限和信号延迟问题，摄像头采集的信号不能太大，因此视频信号包含的信息有限，可能不能清晰的显示出无人机所处的真实环境的情况，这就造成无人机在复杂的天气情况下不能飞行；

3.摄像头视域狭小：由于摄像头自身视角的限制，导致只有在很小的视角范围内采集视频信号，让控制人员无法感受到是在驾驶真飞机，可能由于控制人员的疏忽大意造成坠机；

4.安全性不高：如果摄像头出现故障不能采集视频信号或者数据传输链路出现故障都会导致无人机无法控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对传统技术中无人机控制技术存在的缺陷，提出一种无人机视景仿真系统及仿真方法，实时显示无人机当前视景环境及状态数据，提高无人机控制的安全性和准确性。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：无人机视景仿真系统，包括：

虚拟现实场景处理模块：负责根据无人机当前的坐标信息在全球卫星照片数据库及全球适量地形数据库中查找对应的卫星图片及地形数据，并对查找到的卫星图片及地形数据进行渲染，将渲染后得到的数据送入视景显示模块；

真实场景处理模块：负责将无人机回传的当前环境的视频信息进行还原，将还原后的数据送入视景显示模块；

飞行控制数据处理模块：负责将无人机回传的飞行控制数据进行还原，并通过HUD生成算法生成HUD数据，再将HUD数据送入视景显示模块；

视景显示模块：负责对经过虚拟现实场景处理模块处理后的数据、经过真实场景处理模块处理后的数据、经过飞行控制数据处理模块处理后的数据合成输出给显示单元进行显示。

无人机视景仿真方法，包括以下步骤：

a.虚拟现实场景处理模块根据无人机当前的坐标信息在全球卫星照片数据库及全球适量地形数据库中查找对应的卫星图片及地形数据，并对查找到的卫星图片及地形数据进行渲染，将渲染后得到的数据送入视景显示模块；

b.真实场景处理模块将无人机回传的当前环境的视频信息进行还原，将还原后的数据送入视景显示模块；

c.飞行控制数据处理模块将无人机回传的飞行控制数据进行还原，并通过HUD生成算法生成HUD数据，再将HUD数据送入视景显示模块；

d.视景显示模块对经过虚拟现实场景处理模块处理后的数据、经过真实场景处理模块处理后的数据及经过飞行控制数据处理模块处理后的数据合成输出给显示单元进行显示。

进一步，步骤a具体包括：

a1.无人机的惯性导航系统或GPS系统采集无人机当前世界坐标信息；

a2.通过下行链路将无人机当前世界坐标信息传输给无人视景仿真系统；

a3.无人视景仿真系统中的虚拟现实场景处理模块将无人机当前世界坐标信息转换为WGS84军用坐标系中的坐标；

a4.虚拟现实场景处理模块根据转换后的坐标信息在全球卫星照片数据库和全球矢量地形数据库中查找对应的卫星图片和地形数据；

a5.虚拟现实场景处理模块根据具体的视角对查找到的卫星图片和地形数据进行渲染，并将渲染后的数据送入视景显示模块。

进一步，步骤b具体包括：

b1.无人机的摄像头采集当前环境的视频信息并压缩；

b2.通过下行链路将压缩后的视频信息传输给无人视景仿真系统；

b3.无人视景仿真系统中的真实场景处理模块对视频信息解压后，将视频信息送入视景显示模块。

进一步，步骤c具体包括：

c1.无人机的机载传感器采集飞行控制数据；

c2.无人机的控制计算机对采集到的飞行控制数据进行编码压缩处理；

c3.通过下行链路将处理后的飞行控制数据传输给无人视景仿真系统；

c4.无人视景仿真系统中的飞行控制数据处理模块对飞行控制数据进行解压缩解码处理；