[发明专利]一种基于无人机遥控震源的无线同步控制系统

权利要求书

1.一种基于无人机遥控震源的无线同步控制系统，包括无人机遥控集成平台（1）、多个无人机震源系统（2）、无线通信设备模块（3）、数据存储模块（4）和无人机预警模块（5）；其中，所述无人机遥控集成平台（1）通过所述无线通信设备模块（3）和多个所述无人机震源系统（2）、数据存储模块（4）和无人机预警模块（5）数据通信连接；

所述无人机震源系统（2）包括搭载无人机（6）、机载震源（7）、无人机导航定位模块（8）、姿态传感模块（9）、机载存储模块（10）和控制和传输模块（11），所述机载震源（7）、无人机导航定位模块（8）、姿态传感模块（9）、机载存储模块（10）和控制和传输模块（11）搭载于所述搭载无人机（6）上；所述无人机导航定位模块（8）获取所述搭载无人机（6）的位置信息，所述姿态传感模块（9）实时获取所述搭载无人机（6）的姿态数据，并将所述位置信息和姿态数据通过所述无线通信设备模块（3）发送至所述无人机遥控集成平台（1）；所述机载存储模块（10）存储有规划的所述搭载无人机（6）的规划路径和安全飞行参数；所述控制和传输模块（11）用于和所述无人机遥控集成平台（1）通信连接，以便发送和接受控制指令和传送所述位置信息和姿态数据；

其特征在于：所述无人机遥控集成平台（1）包括地图显示模块（12）、无人机远程操控模块（13）和图像数据处理模块（14）；所述地图显示模块（12）为基于电子地图的图形显示模块，显示所述搭载无人机（6）的位置信息；

在所述无人机遥控集成平台（1）接收到姿态信息时，所述图像数据处理模块（14）对获取的所述姿态信息进行处理，即基于连续的所述姿态信息计算出所述搭载无人机（6）的三维速度数据v₁和以所述搭载无人机（6）的重心为坐标原点定义的XYZ轴坐标系下的横向旋转、纵向旋转和水平旋转的旋转速度，从而所述图像数据处理模块（14）基于获取当前时刻的所述姿态信息和处理时延T和所述三维速度数据、旋转速度得出预测同步实际姿态数据，基于当前时刻的位置信息和所述处理时延T和所述三维速度数据得出所述搭载无人机（6）的预测同步实际位置数据，并将所述预测同步实际姿态数据和所述预测同步实际位置数据发送至所述地图显示模块（12），从而实现所述搭载无人机（6）的预测同步实际位置在所述地图显示模块（12）中显示；v₁为矢量；

所述处理时延T采用如下方式获取：所述无人机导航定位模块（8）获取当前时刻t1,所述无人机震源系统（2）的所述控制和传输模块（11）将当前时刻t1发送至所述无人机远程操控模块（13），所述无人机远程操控模块（13）获取接收到所述当前时刻t1的数据的时刻t2，从而处理时延T=t2-t1；

其中，所述搭载无人机（6）的重心为坐标原点定义的XYZ轴坐标系的定义如下：X轴为以所述搭载无人机（6）的水平前进方向为基础，Y轴以所述搭载无人机（6）的左右方向为基础、Z轴为以所述搭载无人机（6）的垂向方向为基础；

所述无人机遥控集成平台（1）包括3D动感座椅（15）和3D图像显示模块（16）；所述3D动感座椅（15）供操控人员乘坐，所述3D动感座椅（15）基于姿态数据完成相应的姿态动作，从而将所述搭载无人机（6）的飞行姿态状态在所述3D动感座椅（15）中体现，以便操纵人员处于无人机的虚拟姿态中，所述姿态数据基于所述预测同步实际姿态数据；所述3D图像显示模块（16）基于所述预测同步实际姿态数据显示所述搭载无人机（6）的3D飞行姿态状态；

所述数据存储模块（4）用于存储所述无人机震源系统（2）的飞行数据和获取的地震探测数据；所述无人机预警模块（5）基于所述横向旋转、纵向旋转和水平旋转的旋转速度和高度信息，当存在异常时，所述无人机预警模块（5）发出异常警报，并通过所述无人机远程操控模块（13）进行紧急救助；

所述3D图像显示模块（16）为一种穿戴式VR设备，在使用时，所述操控人员将穿戴式VR设备佩戴于头上，所述穿戴式VR设备与所述图像数据处理模块（14）数据通信连接，从而将所述预测同步实际姿态数据发送至所述穿戴式VR设备，以便使得操纵人员以沉浸式的方式显示所述无人机的飞行姿态。