[实用新型]一种通用化可配置无人机地面站

说明书

技术领域

本实用新型属于无人机控制技术领域，涉及一种无人机地面站设计，具体是指一种用于实现对无人机任务规划、姿态控制和任务设备控制的综合控制平台。

背景技术

无人机地面站主要完成对无人机的指挥和控制，主要包括对链路的监控、对飞行器平台的监控、对任务载荷的控制、无人机任务规划、信息处理与分发，是无人机操作手执行飞行任务的主要场所。操作手依靠地面站显示的信息和自身的经验来获取各类飞行信息，通过地面站的控制接口来操纵无人机和任务载荷。因为在高度紧张的情况下，操纵手往往只是把直观感知到的信息作为认知判断和操作的基础，这就要求无人机地面站在满足功能需求和维护需求的基础上，应符合无人机操纵手的心理特点，为无人机操纵手提供更直观的信息；无人机执行的任务大都是长时间的监控，这就要求无人机地面站的布局和尺寸尽量符合操纵手的身体特征和操纵习惯，以减轻其在长时间执行任务时的疲劳程度。现有的无人机地面站多采用普通的二维前视显示，给操纵手的沉浸感不强，不能给缺乏自身体验的无人机操纵手提供更直观的信息；现有的无人机地面站较少关注操纵手的生理和心理特点，在地面站的布局、尺寸、信息交互方式上不符合航空人机功效和操纵手的操纵习惯，在长时间监控操纵无人机时易导致操纵手的疲劳和操纵品质的下降；现有无人机地面站大都将任务控制和飞行控制分开，分成任务控制席和飞行控制席两部分，由两人完成，但无人机的飞行自主化逐渐提高，一个人完全可以实现同时飞控和任控；现有的无人机地面站大多只适用于某一种型号的无人机，各个模块之间耦合严重，不能方便地更换相应的模块以控制不同型号的无人机，造成了对每种型号的无人机都得重新设计一个无人机地面站，不利于无人机的发展和大规模应用，同时也造成了重复性建设，浪费人力物力资源。

发明内容

本实用新型的目的是给出一种新型的无人机地面站，在考虑到无人机操纵手的心理和生理特点的基础上，很好的解决了飞行控制和任务控制的综合问题，以及操纵手的立体信息感知问题和长时间操纵易疲劳的问题；本实用新型采用模块化的设计方法，可以快速更换相应模块以适应不同型号无人机的要求，实现了无人机地面站的通用化，减少了重复建设。

本实用新型提供的一种通用化可配置无人机地面站，所述的地面站包括飞行器适配模块、训练通信模块、飞行通信模块、HOTAS及脚蹬操纵数据采集模块、语音识别与告警模块、语音和视频采集模块、3D视景显示模块、任务规划模块、电子飞行信息模块、多点触摸模块、内部通信模块和数据库模块，其中任务规划模块、HOTAS及脚蹬操纵数据采集模块、语音识别与告警模块、电子飞行信息模块、多点触摸模块部署在计算机A上，飞行通信模块、训练通信模块、飞行器适配模块、数据库模块、语音和视频采集模块、3D视景显示模块部署在计算机B上，内部通信模块同时部署在两台计算机上，以保证两台计算机的通信；计算机A和计算机B通过STP双绞网线连接到路由器，计算机A通过3个mini display port驱动多点触摸模块，并通过对三个多点触摸显示器的形式实现与用户的沟通；HOTAS操纵握杆及脚蹬、音箱和麦克通过USB接口接入计算机A，并分别对应计算机A中的HOTAS及脚蹬操纵数据采集模块、语音识别与告警模块；计算机B通过HDMI口驱动3D显示器，所述的3D显示器对应计算机B内部的3D视景显示模块，语音和视频采集模块使用的监控摄像头和麦克通过USB接入计算机B；键盘和鼠标连接到KVM切换器上，通过快捷键在计算机A和计算机B之间随时切换。

本实用新型的优点在于：

（1）本实用新型无人机地面站前视显示可以采用3D或2D图形数据显示，在普通的二维信息的基础上能够为操纵手提供景深信息，并且可以在多个摄像头之间灵活切换，改善了操纵手在缺少实时体验和复杂情形下对无人机状态和周边事态的充分了解和整体把握，增强了无人机操纵手的情景意识能力和沉浸感，缩短了认知反应时间，减少操纵错误，减轻操纵手的心理负荷；

（2）本实用新型无人机地面站考虑到了无人机操纵手在实际执行任务时需长时间操纵的特点，在咨询了相关方面的无人机专家和无人机操纵员的情况下，考虑到了无人机操纵手的生理特点，对地面站各部分尺寸、屏幕的倾斜角度、屏幕尺寸等方面进行合理化改进，大大提高了操纵手的舒适性；

（3）本实用新型无人机地面站创新地综合采用了的多种信息交互方式：