基于多传感器数据融合的飞行模拟方法、装置及设备制造方法及图纸

一种基于多传感器数据融合的飞行模拟方法、装置及系统，飞行模拟方法包括：获取飞行模拟控制终端(170)发送的飞行模拟器(130)启动指令，启动飞行模拟器(130)(步骤210)；根据预设多传感器模型参数和飞行模拟器(130)输出的地面实况模拟数据，生成多传感器模拟数据(步骤220)；将多传感器模拟数据进行融合生成多传感器融合数据，生成模拟的多传感器融合数据(步骤230)；根据多传感器融合数据生成飞行模拟控制指令。飞行模拟方法可以实现多传感器特性下的飞行模拟(步骤240)。

Flight simulation method, device and equipment based on multi-sensor data fusion

A flight simulation method, device and system based on multi-sensor data fusion. The flight simulation method includes: acquiring flight simulator (130) start-up command sent by flight simulation control terminal (170), starting flight simulator (130) (step 210), and outputting ground based on preset multi-sensor model parameters and flight simulator (130). Real-time simulation data, generate multi-sensor simulation data (step 220); multi-sensor simulation data fusion to generate multi-sensor fusion data, generate simulation multi-sensor fusion data (step 230); based on multi-sensor fusion data to generate flight simulation control instructions. Flight simulation method can realize flight simulation under multi-sensor characteristics (step 240).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于多传感器数据融合的飞行模拟方法、装置及设备本专利文件披露的内容包含受版权保护的材料。该版权为版权所有人所有。版权所有人不反对任何人复制专利与商标局的官方记录和档案中所存在的该专利文件或该专利披露。
本专利技术涉及飞行模拟
，尤其涉及一种基于多传感器数据融合的飞行模拟方法、装置、无人飞行器及飞行模系统。
技术介绍
随着无人机越来越多地得到应用，无人机模拟器也在示教、游戏、测绘、SDK开发等方面中得到了广泛的应用。例如，在消费级无人机配套的APP或参数调节软件中，一般会内置模拟器功能。用户在模拟器中进行操作，熟悉产品的基本功能和各种基础操作，并可设置一些常见的异常场景，用户在这些场景下学习如何正确处理，以加强在实际飞行时的安全意识和操作水平。此外，在无人机应用开发的过程中，模拟器是一个必不可少的核心环节。开发者在开发的过程中，需要借助模拟器进行调试、验证，直观得到所开发的应用的效果，以提高开发效率和增强飞行安全。现有模拟器大多是仅仅由模型计算得到GroundTruth(地面实况数据)，并直接利用GroundTruth中的姿态、速度和经纬度等数据进行控制和逻辑运行。这种方法的显著缺点就是缺少传感器模型，无法模拟传感器特性，如噪声、延迟及各种故障(数据卡死、断开连接、跳变等)，进而造成模拟的效果和实际飞行有较大的差别，且无法模拟冗余情况下的传感器切换。同时，该方法缺少数据融合环节，无法验证在多传感器融合方面的算法和功能。上述缺陷的存在，使得现有的模拟器在各方面的应用都受到了很大的限制。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种基于多传感器数据融合的飞行模拟方法、装置、无人飞行器及飞行模系统，可实现不同的多传感器特性下的飞行模拟，可以提升飞行模拟的仿真度，进而有利于提高无人飞行器的开发效率及飞行安全性。第一方面，本专利技术实施例提供一种基于多传感器数据融合的飞行模拟方法，包括：获取飞行模拟控制终端发送的飞行模拟器启动指令，启动飞行模拟器；根据预设多传感器模型参数和飞行模拟器输出的地面实况模拟数据，生成多传感器模拟数据；将所述多传感器模拟数据进行融合，生成模拟的多传感器融合数据；根据所述模拟的多传感器融合数据生成飞行模拟控制指令。第二方面，本专利技术实施例提供一种基于多传感器数据融合的飞行模拟装置，包括：飞行模拟单元，用于获取飞行模拟控制终端发送的飞行模拟器启动指令，启动飞行模拟器；传感模拟单元，用于根据预设多传感器模型参数和飞行模拟器输出的地面实况模拟数据，生成多传感器模拟数据；数据融合单元，用于将所述多传感器模拟数据进行融合，生成模拟的多传感器融合数据；逻辑功能单元，用于根据所述模拟的多传感器融合数据生成飞行模拟控制指令。第三方面，本专利技术实施例提供一种基于多传感器数据融合的飞行模拟方法，应用于无人飞行器端，所述无人飞行器包括飞行模拟器，所述方法包括：获取飞行模拟器启动指令，启动飞行模拟器；根据预设多传感器模型参数和所述飞行模拟器输出的地面实况模拟数据，生成多传感器模拟数据；将所述多传感器模拟数据进行融合，生成模拟的多传感器融合数据；根据所述模拟的多传感器融合数据生成飞行模拟控制指令。第四方面，本专利技术实施例提供一种无人飞行器，包括通信接口、控制器、存储器和飞行模拟器，所述控制器通过所述通信接口与所述飞行模拟器建立通信连接；所述存储器，用于存储可执行程序指令；所述控制器，用于调用所述可执行程序指令，并执行如下操作：获取飞行模拟控制终端发送的飞行模拟器启动指令，启动所述飞行模拟器；根据预设多传感器模型参数和所述飞行模拟器输出的地面实况模拟数据，生成多传感器模拟数据；将所述多传感器模拟数据进行融合，生成模拟的多传感器融合数据；根据所述模拟的多传感器融合数据生成飞行模拟控制指令。第五方面，本专利技术实施例提供一种基于多传感器数据融合的飞行模拟系统，包括：无人飞行器、飞行模拟器、多传感数据模拟器及飞行模拟控制终端，所述无人飞行器与所述飞行模拟器、所述多传感数据模拟器及所述飞行模拟控制终端通信连接；所述无人飞行器包括数据融合模块、逻辑功能模块及数据通信模块；所述数据通信模块，用于获取所述飞行模拟控制终端发送的飞行模拟器启动指令，启动所述飞行模拟器；所述多传感数据模拟器，用于根据预设多传感器模型参数和所述飞行模拟器输出的地面实况模拟数据，生成多传感器模拟数据；所述数据融合模块，用于将所述多传感器模拟数据进行融合，生成模拟的多传感器融合数据；所述逻辑功能模块，用于根据所述模拟的多传感器融合数据生成飞行模拟控制指令。本专利技术实施例通过将飞行模拟器输出的地面实况模拟数据与多传感器模型参数结合，生成多传感器模拟数据，进而通过数据融合将多传感器模拟数据转换为多传感器融合数据，并根据所述多传感器融合数据来生成飞行模拟控制指令和对应的动力输出指令，以通过所述动力输出指令控制所述飞行模拟器进行飞行模拟。通过改变所述多传感器模型参数，能够实现不同的多传感器特性下的飞行模拟，从而提升飞行模拟的仿真度，有利于提高无人飞行器的开发效率及飞行安全性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例的飞行模拟系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例的飞行模拟方法的流程示意图；图3为本专利技术实施例的飞行模拟方法的另一流程示意图；图4为本专利技术实施例的飞行模拟装置的结构示意图；图5为本专利技术实施例的无人飞行器的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，在本专利技术一个实施例中，提供一种基于多传感器数据融合的飞行模拟系统100，用于对无人飞行器(UnmannedAerialVehicle，UAV)进行飞行模拟，进而验证无人飞行器在不同的多传感器特性条件下的飞行稳定性。所述飞行模拟系统100包括无人飞行器110、飞行模拟器130、多传感数据模拟器150及飞行模拟控制终端170。所述无人飞行器110与所述飞行模拟器130、所述多传感数据模拟器150及所述飞行模拟控制终端170通信连接。其中，通信连接可以是直接通过信号线缆和连接器连接(例如通用串行总线UniversalSerialBus，USB)，或者通过无线通信模块(例如蓝牙、Wi-Fi)建立通信连接，相互电连接的双方之间可以相互通信并完成数据传输。所述无人飞行器110可以由用户远程遥控控制，飞行到目的区域，执行特殊任务。例如，通过在无人飞行器110上挂载摄像机，用户可以实现对目的区域进行监控，有效应用在抢险救灾、地质监测等场景下。在本专利技术实施例中，用户可以配置关于时间和/或距离的控制条件，使得挂载由摄像机、喷洒装置等作业模块的无人机能够定时和/或定距对作业模块进行控制，控制摄像机定时和/或定距拍摄影像，控制喷洒装置定时和/或定距喷洒农药等功能。当然，能够挂载在无本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多传感器数据融合的飞行模拟方法，其特征在于，包括：获取飞行模拟控制终端发送的飞行模拟器启动指令，启动飞行模拟器；根据预设多传感器模型参数和所述飞行模拟器输出的地面实况模拟数据，生成多传感器模拟数据；将所述多传感器模拟数据进行融合，生成模拟的多传感器融合数据；根据所述模拟的多传感器融合数据生成飞行模拟控制指令。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种基于多传感器数据融合的飞行模拟方法，其特征在于，包括：获取飞行模拟控制终端发送的飞行模拟器启动指令，启动飞行模拟器；根据预设多传感器模型参数和所述飞行模拟器输出的地面实况模拟数据，生成多传感器模拟数据；将所述多传感器模拟数据进行融合，生成模拟的多传感器融合数据；根据所述模拟的多传感器融合数据生成飞行模拟控制指令。2.如权利要求1所述的飞行模拟方法，其特征在于，所述根据所述模拟的多传感器融合数据生成飞行模拟控制指令之后，所述方法还包括：根据所述飞行模拟控制指令生成动力输出指令，以通过所述动力输出指令控制所述飞行模拟器进行飞行模拟，并生成飞行状态模拟数据和地面实况模拟数据；将所述飞行状态模拟数据推送给所述飞行模拟控制终端，以通过所述飞行模拟控制终端进行飞行模拟显示。3.如权利要求1所述的飞行模拟方法，其特征在于，所述获取飞行模拟控制终端发送的飞行模拟器启动指令之后，启动飞行模拟器之前，所述方法还包括：将数据融合模块的输入数据由无人飞行器的真实多传感器数据切换为多传感器模拟数据；将无人飞行器的动力控制模块的控制对象由无人飞行器的真实执行器切换为飞行模拟器。4.如权利要求3所述的飞行模拟方法，其特征在于，所述将数据融合模块的输入数据由无人飞行器的真实多传感器数据切换为真实多传感器模拟数据之前，所述方法还包括：将所述飞行模拟器启动指令存储至存储介质；控制无人飞行器或飞行模拟器重启，以完成对所述飞行模拟器的飞行状态模拟数据的重置；其中，所述重启为硬件重启或软件重启。5.如权利要求2至4任一项所述的飞行模拟方法，其特征在于，所述通过所述动力输出指令控制所述飞行模拟器进行飞行模拟，包括：获取所述飞行模拟控制终端发送的飞行模拟参数设置指令；根据所述飞行模拟参数设置指令，控制所述飞行模拟器改变飞行模拟参数。6.如权利要求2至4任一项所述的飞行模拟方法，其特征在于，所述通过所述动力输出指令控制所述飞行模拟器进行飞行模拟，包括：获取所述飞行模拟控制终端发送的多传感器模型的特性参数修改指令，改变所述多传感器模型中的一个或多个传感器的特性参数；根据所述特性参数和所述飞行状态模拟数据，验证无人飞行器在不同特性参数的传感器配置下的飞行稳定性。7.如权利要求2至4任一项所述的飞行模拟方法，其特征在于，所述通过所述动力输出指令控制所述飞行模拟器进行飞行模拟，包括：获取所述飞行模拟控制终端发送的多传感器模型的特性参数修改指令，改变所述多传感器模型中的一个或多个传感器的特性参数；根据所述特性参数和所述飞行状态模拟数据，验证数据融合算法在不同特性参数的传感器配置下的稳定性。8.如权利要求2至4任一项所述的飞行模拟方法，其特征在于，所述通过所述动力输出指令控制所述飞行模拟器进行飞行模拟，包括：获取所述飞行模拟控制终端发送的多传感器模型的特性参数修改指令，对多传感器模型中的一个或多个传感器注入预设故障；根据所述预设故障和所述飞行状态模拟数据，验证所述多传感器模型的故障诊断性能及隔离算法性能。9.如权利要求1至4任一项所述的飞行模拟方法，其特征在于，所述飞行模拟方法还包括：获取所述飞行模拟控制终端发送的飞行模拟器退出指令；退出飞行模拟器，并将数据融合模块的输入数据切换至无人飞行器的真实多传感器数据以及切换动力输出指令的接收者至无人飞行器的真实执行器。10.一种基于多传感器数据融合的飞行模拟装置，其特征在于，包括：飞行模拟单元，用于获取飞行模拟控制终端发送的飞行模拟器启动指令，启动飞行模拟器；传感模拟单元，用于根据预设多传感器模型参数和所述飞行模拟器输出的地面实况模拟数据，生成多传感器模拟数据；数据融合单元，用于将所述多传感器模拟数据进行融合，生成模拟的多传感器融合数据；逻辑功能单元，用于根据所述模拟的多传感器融合数据生成飞行模拟控制指令。11.如权利要求10所述的飞行模拟装置，其特征在于，所述飞行模拟装置还包括：动力控制单元，用于根据所述飞行模拟控制指令生成动力输出指令，以通过所述动力输出指令控制所述飞行模拟器进行飞行模拟，并生成飞行状态模拟数据和地面实况模拟数据；数据通信单元，用于将所述飞行状态模拟数据推送给所述飞行模拟控制终端，以通过所述飞行模拟控制终端进行飞行模拟显示。12.如权利要求11所述的飞行模拟装置，其特征在于，所述飞行模拟装置还包括：第一切换单元，用于将数据融合模块的输入数据由无人飞行器的真实多传感器数据切换为多传感器模拟数据；第二切换单元，用于将无人飞行器的动力控制模块的控制对象由无人飞行器的真实执行器切换为飞行模拟器。13.如权利要求12所述的飞行模拟装置，其特征在于，所述飞行模拟装置还包括：存储单元，用于将所述飞行模拟器启动指令存储至存储介质；重置单元，用于控制无人飞行器或飞行模拟器重启，以完成对所述飞行模拟器的飞行状态模拟数据的重置；其中，所述重启为硬件重启或软件重启。14.如权利要求11至13任一项所述的飞行模拟装置，其特征在于，所述飞行模拟单元还用于：获取所述飞行模拟控制终端发送的飞行模拟参数设置指令；根据所述飞行模拟参数设置指令，控制所述飞行模拟器改变飞行模拟参数。15.如权利要求11至13任一项所述的飞行模拟装置，其特征在于，所述飞行模拟单元还用于：获取所述飞行模拟控制终端发送的多传感器模型的特性参数修改指令，改变所述多传感器模型中的一个或多个传感器的特性参数；根据所述特性参数和所述飞行状态模拟数据，验证无人飞行器在不同特性参数的传感器配置下的飞行稳定性。16.如权利要求11至13任一项所述的飞行模拟装置，其特征在于，所述飞行模拟单元还用于：获取所述飞行模拟控制终端发送的多传感器模型的特性参数修改指令，改变所述多传感器模型中的一个或多个传感器的特性参数；根据所述特性参数和所述飞行状态模拟数据，验证数据融合算法在不同特性参数的传感器配置下的稳定性。17.如权利要求11至13任一项所述的飞行模拟装置，其特征在于，所述飞行模拟单元还用于：获取所述飞行模拟控制终端发送的多传感器模型的特性参数修改指令，对多传感器模型中的一个或多个传感器注入预设故障；根据所述预设故障和所述飞行状态模拟数据，验证所述多传感器模型的故障诊断性能及隔离算法性能。18.如权利要求10至13任一项所述的飞行模拟装置，其特征在于，所述飞行模拟单元，还用于：获取所述飞行模拟控制终端发送的飞行模拟器退出指令；退出飞行模拟器，并将数据融合模块的输入数据切换至无人飞行器的真实多传感器数据以及切换动力输出指令的接收者至无人飞行器的真实执行器。19.一种基于多传感器数据融合的飞行模拟方法，应用于无人飞行器端，所述无人飞行器包括飞行模拟器，其特征在于，包括：获取飞行模拟器启动指令，启动飞行模拟器；根据预设多传感器模型参数和所述飞行模拟器输出的地面实况模拟数据，生成多传感器模拟数据；将所述多传感器模拟数据进行融合，生成模拟的多传感器融合数据；根据所述模拟的多传感器融合数据生成飞行模拟控制指令。20.如权利要求19所述的飞行模拟方法，其特征在于，所述根据所述模拟的多传感器融合数据生成飞行模拟控制指令之后，所述方法还包括：根据所述飞行模拟控制指令生成动力输出指令，以通过所述动力输出指令控制所述飞行模拟器进行飞行模拟，并生成飞行状态模拟数据和地面实况模拟数据；将所述飞行状态模拟数据推送给所述飞行模拟控制终端，以通过所述飞行模拟控制终端进行飞行模拟显示。21.如权利要求20所述的飞行模拟方法，其特征在于，所述获取飞行模拟控制终端发送的飞行模拟器启动指令之后，启动飞行模拟器之前，所述方法还包括：将数据融合模块的输入数据由所述无人飞行器的真实多传感器数据切换为多传感器模拟数据；将无人飞行器的动力控制模块的控制对象由所述无人飞行器的真实执行器切换为飞行模拟器。22.如权利要求21所述的飞行模拟方法，其特征在于，所述将数据融合模块的输入数据由所述无人飞行器的真实多传感器数据切换为真实多传感器模拟数据之前，所述方法还包括：将所述飞行模拟器启动指令存储至存储介质；控制所述无人飞行器或所述飞行模拟器重启，以完成对所述飞行模拟器的飞行状态模拟数据的重置；其中，所述重启为硬件重启或软件重启。23.如权利要求20至22任一项所述的飞行模拟方法，其特征在于，所述通过所述动力输出指令控制所述飞行模拟器进行飞行模拟，包括：获取所述飞行模拟控制终端发送的飞行模拟参数设置指令；根据所述飞行模拟参数设置指令，控制所述飞行模拟器改变飞行模拟参数。24.如权利要求20至22任一项所述的飞行模拟方法，其特征在于，所述通过所述动力输出指令控制所述飞行模拟器进行飞行模拟，包括：获取所述飞行模拟控制终端发送的多传感器模型的特性参数修改指令，改变所述多传感器模型中的一个或多个传感器的特性参数；根据所述特性参数和所述飞行状态模拟数据，验证所述无人飞行器在不同特性参数的传感器配置下...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈超彬，彭昭亮，
申请(专利权)人：深圳市大疆创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44