[发明专利]一种基于混合控制技术的无人机侦察系统

权利要求书

1.一种基于混合控制技术的无人机侦察系统，其特征在于，包括信号采集模块、无人机和地面站，其中：

所述信号采集模块包括脑电测量单元、肌电测量单元以及头戴式陀螺仪，其中，脑电测量单元用于获取无人机操控者脑部激发的大脑电流脉冲信号，肌电测量单元用于采集操控者面部肌肉运动产生的肌电信号，头戴式陀螺仪用于获取操控者的头部运动状态；

所述地面站包括意念识别模块、面部表情识别模块、头部动作识别模块、命令生成模块、地面收发模块、飞行监控模块、图像接收模块、图像处理模块以及显示器，其中，意念识别模块用于根据脑电测量单元获取的大脑电流脉冲信号识别无人机操控者的意念类型，面部表情识别模块用于根据肌电测量单元采集的肌电信号识别无人机操控者的表情种类，头部动作识别模块用于根据头戴式陀螺仪获取的头部运动状态判定无人机操控者的头部动作；命令生成模块用于根据无人机操控者的意念类型、面部表情和头部动作，获取操控者状态信息，与命令映射关系匹配后生成无人机飞行命令；地面收发模块用于飞行命令的发送和飞行状态数据的接收，飞行监控模块用于实时监测无人机飞行状态数据，图像接收模块用于接收无人机的侦察信息，图像处理模块用于对无人机的侦查信息进行播放、录制；显示器用于显示侦查信息和飞行状态信息，刺激影响操控者的状态，以产生新的后续飞行命令，进而完成侦察任务；

所述无人机包括机载收发模块、飞行平台、机载相机以及图像发射模块，其中，机载收发模块用于接收飞行命令和向地面站反馈飞行状态信息；飞行平台用于执行飞行命令，并将飞行状态信息发送至机载收发模块；机载相机用于拍摄侦察信息，并将图像发送至图像发射模块；图像发射模块用于将侦察信息发送至地面站的图像接收模块；

所述头部动作识别模块通过Emotiv API获取头戴式陀螺仪X轴和Y轴的实时数值，根据X轴和Y轴的实时数值对应的笛卡尔坐标系区域识别头部动作，笛卡尔坐标系由正X轴偏正Y轴30°起逆时针依次划分为第一至第六区域，第一区域对应圆心角为30°，第二区域对应圆心角为60°，第三区域对应圆心角为30°，第四区域对应圆心角为60°，第五区域对应圆心角为120°，第六区域对应圆心角为60°；

所述地面站与无人机间的消息帧结构为起始标志、命令标识、附加信息以及校验位，校验码采用16位循环冗余校验算法得到。

2.根据权利要求1所述的一种基于混合控制技术的无人机侦察系统，其特征在于，所述信号采集模块佩戴于操控者头部。

3.根据权利要求1所述的一种基于混合控制技术的无人机侦察系统，其特征在于，所述意念识别模块、面部表情识别模块和头部动作识别模块分别位于独立的线程。

4.根据权利要求1所述的一种基于混合控制技术的无人机侦察系统，其特征在于，所述命令生成模块包括配置管理单元和命令映射单元，其中，配置管理单元包括数据库管理、系统配置以及用户管理，数据库管理用于实现命令映射关系数据库名称、用户名、密码、表名称以及命令映射信息的管理；系统配置用于对外通信接口、调用资源路径及命令映射信息的配置；用户管理完成用户的登录与注销、新建用户、删除用户及修改用户信息的操作；命令映射单元包括优先级判断和命令发布，优先级判断用于完成意念、面部表情和头部动作的映射优先级设置和判别，命令发布用于将当前最高优先级的状态映射为飞行命令并对外输出。

5.根据权利要求1所述的一种基于混合控制技术的无人机侦察系统，其特征在于，所述飞行监控模块实时监测的无人机飞行状态数据包括经纬度坐标、飞行高度、飞行速度以及前进方向。

6.根据权利要求1所述的一种基于混合控制技术的无人机侦察系统，其特征在于，所述图像处理模块包括视频播放、视频录制和回放控制，其中，视频播放用于播放图像接收模块接收到的实时侦察信息以及播放历史视频文件，并将图像在显示器上进行显示；视频录制用于将图像接收模块接收到的侦察信息保存为视频文件；回放控制用于控制历史视频文件的播放控制。

7.根据权利要求6所述的一种基于混合控制技术的无人机侦察系统，其特征在于，所述视频录制与视频播放同时进行。