[发明专利]一种基于混合控制技术的无人机侦察系统

说明书

本发明公开了一种基于混合控制技术的无人机侦察系统，该系统包括信号采集模块、地面站以及无人机。信号采集模块获取操控者的脑电信号、肌电信号和头部运动数据，通过地面站识别出操控者的意念、面部表情和头部动作种类，并映射为无人机飞行命令，控制无人机巡航目标区域，下传侦察图像至地面站进行实时显示，借助侦察图像和无人机飞行状态产生的视觉刺激影响操控者的状态，产生新的后续飞行命令，进而完成侦察任务。本发明针对灾情评估、交通监测、反恐侦察等方面的需求，将人脑意念、头部动作、面部表情三者应用于无人机控制，支持命令映射的自主配置，摆脱了传统的鼠标、遥控器等控制器，操控简单、方便，具有更高的人性化、可靠性和精确性。

技术领域

本发明涉及一种基于混合控制技术的无人机侦察系统，特别涉及一种采用使用者意念、面部表情和头部动作三者联合控制无人机运动，进而完成目标区域图像侦察的系统，属于无人机侦察系统设计领域。

背景技术

无人机是通过无线电遥控设备或者机载计算机程控系统进行操控的不载人飞行器。它能够在最大限度保障人员安全的前提下，快速准确接近目标，获取切实情报。近年，无人机侦察系统在灾情评估、交通检测、军事领域发挥越来越大的作用。大疆Matrice 100无人机是一款平稳可靠、可灵活扩展的飞行平台，适合多种无人机应用的开发。

脑-机接口技术是将脑电波转变现实运动的一种技术，它的研究为人类提供了一种人脑和外部设备直接连接的新方式。通过对脑电信息的分析解读，可以将其脑电波进一步转化为相应的执行命令，进而控制一些设备运行。Emotiv EPOC+是一款可以检测佩戴者脑部活动的脑电耳机，它能够识别出人脑意念并将其转化为对外设备的控制命令，此外，这款耳机还能检测使用者的面部表情以及头部运动数据。

目前一些技术人员已经实现了使用意念控制无人机运动的系统，但是这些系统的精确性还比较低，无法将其应用于实际。与此同时，市场上还未出现采用操控者意念、面部表情和头部动作三者共同控制无人机的侦察系统。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种基于混合控制技术的无人机侦察系统，是一种可通过操控者意念、面部表情和头部动作共同控制无人机飞行，支持自主配置命令映射关系，并借助侦察图像和飞行状态数据的实时显示增强控制精度和有效性，完成目标区域图像搜集任务的无人机侦察系统。该系统包括信号采集模块、无人机和地面站三部分。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

本发明提供一种基于混合控制技术的无人机侦察系统，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；