一种综合式视觉反馈的无人机巡线仿真培训系统技术方案

本发明专利技术公开了一种综合式视觉反馈的无人机巡线仿真培训系统，包括仿真培训系统、大数据联通系统和服务器，所述仿真培训系统通过大数据联通系统与服务器无线连接，所述仿真培训系统采用仿真引擎+飞行控制器的解决方案，所述仿真培训系统为一个硬件在环系统,所述硬件在环系统包括模拟器、遥控器和飞行控制器，具体涉及无人机巡线仿真培训系统技术领域。该综合式视觉反馈的无人机巡线仿真培训系统，由于仿真培训系统通过大数据联通系统与服务器数据连接，在培训或实地巡检线缆时，通过大数据可存储巡检信息，从而获悉线缆易损处的坐标和视图信息，便于下次重点查验，有效提升了巡检效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
一种综合式视觉反馈的无人机巡线仿真培训系统


[0001]本专利技术涉及无人机仿真
，具体涉及一种综合式视觉反馈的无人机巡线仿真培训系统。

技术介绍

[0002]无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。
[0003]现有的无人机巡线仿真培训系统在培训人员的过程中缺乏大数据传递设备，对于线缆易损伤且难以定位之处缺乏记录措施，导致人员在巡线时不能重点检查该处，影响巡线的效果。
[0004]如中国专利CN102163381A，公开日2011年8月24日，一种无人机电力巡线仿真培训系统，其包括：外部信号输入装置、虚拟仿真训练计算机，含有用于所述外部信号输入装置接入以获取外部命令并解析的外部信号识别模块，以及与该外部信号识别模块连接的三维虚拟现实仿真模块和数据存储及数据处理模块，其中所述三维虚拟现实仿真模块与所述数据存储及数据处理模块互联，依据接收到的外部命令提取所述数据存储及数据处理模块的数据生成仿真描述数据，以描述当前无人机的场景和电力环境，并建立内部对象响应机制；以及音视频输出设备。其存在缺乏大数据传递设备，对于线缆易损伤且难以定位之处缺乏记录措施的问题，导致无人机操作员无法针对不同状况进行重点飞行训练，训练提升效果不明显。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是：目前的无人机巡线仿真培训系统存在巡检效率低、人员的培训效率不高的技术问题。提出了一种能够通过大数据联通系统与服务器数据连接的方式提高巡检效率和人员培训效率的综合式视觉反馈的无人机巡线仿真培训系统。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案为：一种综合式视觉反馈的无人机巡线仿真培训系统，包括仿真培训系统、大数据联通系统和服务器，所述仿真培训系统通过大数据联通系统与服务器连接，所述仿真培训系统包括硬件在环系统,所述硬件在环系统包括模拟器、遥控器和飞行控制器，所述硬件在环系统通过模拟器、遥控器和飞行控制器进行场景环境模拟。
[0007]一种综合式视觉反馈的无人机巡线仿真培训系统，包括仿真培训系统、大数据联通系统和服务器，所述仿真培训系统通过大数据联通系统与服务器无线连接，所述仿真培训系统采用仿真引擎+飞行控制器的解决方案，所述仿真培训系统为一个硬件在环系统,所述硬件在环系统包括模拟器、遥控器和飞行控制器，所述硬件在环系统通过模拟器、遥控器和飞行控制器模拟高难度场景环境并减少硬件在环系统的开发周期，所述仿真培训系统包括耐张塔培训、直线塔培训和AOPA培训。
[0008]作为优选，所述服务器包括大数据收发单元、大数据存储单元、大数据分析单元和
大数据模拟单元，所述大数据收发单元依次与所述大数据存储单元、所述大数据分析单元和所述大数据模拟单元连接，所述大数据模拟单元与所述大数据收发单元连接，所述大数据收发单元通过大数据联通系统将模拟信号输入至仿真培训系统。
[0009]所述服务器包括大数据收发单元、大数据存储单元、大数据分析单元和大数据模拟单元，所述服务器通过大数据收发单元接收大数据，所述大数据存储单元储存大数据，所述大数据分析单元分析大数据，所述大数据模拟单元模拟数字信号，所述大数据收发单元输出模拟信号至服务器，所述服务器通过大数据联通系统将模拟信号输入至仿真培训系统。
[0010]作为优选，所述模拟器包括无人机模块、传感器模块、环境模块、地形模块和物理引擎，所述模拟器还包括虚幻引擎，所述虚幻引擎包括渲染模块；所述模拟器的工作过程如下：步骤一：无人机操作员直接操作所述遥控器进行无人机飞行控制；步骤二：遥控器与飞行控制器信号连接，所述遥控器发出控制指令并传递给飞行控制器；步骤三：飞行控制器根据控制指令产生控制无人机电机的脉冲宽度调制信号，并根据所述传感器模块传递的传感器数据进行无人机姿态计算，所述飞行控制器与遥控器产生混控输出指令，飞行控制器将混控输出指令传递给所述无人机模块；步骤四：无人机模块接收到飞行控制器的混控输出指令后进行相应的运动模拟即姿态变换和位置变换；步骤五：传感器模块对无人机传感器进行模拟，并将模拟后的传感器数据传递给物理引擎和飞行控制器进行无人机运动状态计算，然后通过所述渲染模块进行展示，便于无人机操作员实时了解飞行状态，并且可以将传感器数据进行保存，方便后续对无人机飞行训练进行评估；步骤六：环境模块是对无人机飞行训练环境的模拟，通过对无人机飞行训练环境模拟使无人机运动更接近真实运动状态；步骤七：物理引擎综合无人机数据、传感器数据、环境参数进行无人机运动计算并将计算结果传递给虚幻引擎内的渲染模块；步骤八：地形模块对真实地形进行建模并将地形模型导入虚幻引擎中，通过所述虚幻引擎实时渲染使得无人机训练场景更接近真实无人机飞行训练场景；步骤九：渲染模块将地形信息、无人机运动信息进行实时渲染，并将渲染后的逼真视觉信息反馈给无人机操作员，辅助无人机操作员进行飞行训练。
[0011]实时渲染画面作为一种反馈，让无人机操作员充分了解飞行训练状态，对自身操作水平有直观的了解，可以提高训练效果。
[0012]作为优选，所述飞行控制器包括Pixhawk架构，所述Pixhawk架构包括硬件和软件，所述硬件包括STM32F
‑
427处理器和IO外设，所述软件包括NuttX实时操作系统、PX4中间件和PX4飞行控制栈。Pixhawk架构由硬件和软件两部分构成。
[0013]作为优选，所述模拟器将存储的数据传输至仿真培训系统，所述仿真培训系统通过大数据联通系统将存储的数据传输至服务器。
[0014]所述模拟器存储的本地数据传输至仿真培训系统内部，所述仿真培训系统通过大
数据联通系统将本地数据传输至服务器。
[0015]作为优选，所述大数据分析单元的分析过程包括：将数据转化为密集点云，根据密集点云覆写并排除干扰项，拾取故障点精准坐标，将精准坐标转化为数字信号。
[0016]所述大数据收发单元收发本地数据，所述大数据存储单元存储本地数据，所述大数据分析单元分析本地数据将本地数据转化为密集点云，并根据密集点云覆写并排除干扰项，拾取故障点精准坐标，并将精准坐标转化为数字信号。
[0017]作为优选，所述仿真培训系统包括耐张塔培训、直线塔培训和AOPA培训。通过多种培训方式对操作员进行培训。
[0018]作为优选，所述模拟器设置于无人机内部。
[0019]大数据模拟单元将数字信号通过大数据收发单元传递至服务器，飞行控制器读写数据，飞行控制器通过混控输出将无线信号传递至模拟器，模拟器通过无人机模块调整无人机飞行位置。
[0020]作为优选，所述模拟器的工作过程还包括：通过无人机模块控制无人机运动至巡线损伤节点进行巡检记录。可通过无人机模块针对巡线损伤节点进行重点巡检并记录。
[0021]作为优选，所述模拟器的工作过程还包括：通过渲染模块二次渲染巡线损伤节点，模拟器将渲染结果传递至仿真培训系统。通过渲染模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种综合式视觉反馈的无人机巡线仿真培训系统，其特征在于，包括仿真培训系统（1）、大数据联通系统（2）和服务器（7），所述仿真培训系统（1）通过大数据联通系统（2）与服务器（7）连接，所述仿真培训系统（1）包括硬件在环系统（4）,所述硬件在环系统（4）包括模拟器（5）、遥控器（6）和飞行控制器（3），所述硬件在环系统（4）通过模拟器（5）、遥控器（6）和飞行控制器（3）进行场景环境模拟。2.根据权利要求1所述的一种综合式视觉反馈的无人机巡线仿真培训系统，其特征在于，所述服务器（7）包括大数据收发单元（71）、大数据存储单元（72）、大数据分析单元（73）和大数据模拟单元（74），所述大数据收发单元（71）依次与所述大数据存储单元（72）、所述大数据分析单元（73）和所述大数据模拟单元（74）连接，所述大数据模拟单元（74）与所述大数据收发单元（71）连接，所述大数据收发单元（71）通过大数据联通系统（2）将模拟信号输入至仿真培训系统（1）。3.根据权利要求2所述的一种综合式视觉反馈的无人机巡线仿真培训系统，其特征在于，所述模拟器（5）包括无人机模块（51）、传感器模块（52）、环境模块（53）、地形模块（55）和物理引擎（56），所述模拟器（5）还包括虚幻引擎，所述虚幻引擎包括渲染模块（54）；所述模拟器（5）的工作过程如下：步骤一：无人机操作员直接操作所述遥控器（6）进行无人机飞行控制；步骤二：遥控器（6）与飞行控制器（3）信号连接，所述遥控器（6）发出控制指令并传递给飞行控制器（3）；步骤三：飞行控制器（3）根据控制指令产生控制无人机电机的脉冲宽度调制信号，并根据所述传感器模块（52）传递的传感器数据进行无人机姿态计算，所述飞行控制器（3）与遥控器（3）产生混控输出指令，飞行控制器（3）将混控输出指令传递给所述无人机模块（51）；步骤四：无人机模块（51）接收到飞行控制器（3）的混控输出指令后进行相应的运动模拟即姿态变换和位置变换；步骤五：传感器模块（52）对无人机传感器进行模拟，并将模拟后的传感器数据传递给物理引擎（56）和飞行控制器（3）进行无人机运动状态计算，然后通过所述渲染模块（54）进行展示，便于无人机操作员实时了解飞行状态，并且可以将传感器数据进行保存，方便后续对无人机飞行训练进行评估；步骤六：环境模块（53）是对无人机飞行训练环境的模拟，通过对无人机飞...

【专利技术属性】
技术研发人员：李响，岳灵平，张鹏，李龙，李浩言，戴建华，程亮亮，张云峰，俞伟勇，寿峰，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司湖州供电公司，
类型：发明
国别省市：