无人机系统及无人机仿真系统技术方案

本公开提供一种无人机系统及无人机仿真系统，无人机系统包括环境感知设备、无人机设备、机载计算设备和服务器；环境感知设备，用于感知现实场景数据，将现实场景数据传输到机载计算设备；机载计算设备包括第一任务执行模块，用于接收现实场景数据，根据现实场景数据执行第一任务，控制指令生成模块，用于根据第一任务的执行结果和服务器发送的第二任务的执行结果，生成控制指令，并将控制指令发送到无人机设备；服务器包括第二任务执行模块，用于接收现实场景数据，根据现实场景数据执行第二任务，并将第二任务的执行结果发送到机载计算设备。实施本公开的技术方案，可以使无人机在小型化的同时，满足运算要求。满足运算要求。满足运算要求。

【技术实现步骤摘要】
无人机系统及无人机仿真系统


[0001]本专利技术涉及无人机领域，尤其涉及无人机系统及无人机仿真系统。

技术介绍

[0002]微小型无人机在军用和民用领域的应用需求不断增加，目前小型无人机正朝着更小、更轻、更难以检测的方向发展，可执行侦察等多种作战任务。小型无人机依赖视觉等多类传感器执行自主飞行和态势感知任务，期间产生大量数据处理需求，对运算能力的要求越来越高，导致微小型无人机难以满足运算需求。

技术实现思路

[0003]为了解决现有技术中的至少一个技术问题，本公开提供了一种无人机系统，包括环境感知设备、无人机设备、机载计算设备和服务器，所述机载计算设备和所述环境感知设备设置在所述无人机设备上，所述机载计算设备与所述服务器通过移动网络通信连接；
[0004]所述环境感知设备，用于感知现实场景数据，将所述现实场景数据发送到所述机载计算设备；
[0005]所述机载计算设备包括：
[0006]第一任务执行模块，用于接收所述现实场景数据，根据现实场景数据执行所述第一任务，并将所述现实场景数据发送到所述服务器，以供所述服务器执行第二任务，其中，所述第一任务的运算强度小于所述第二任务的运算强度；
[0007]控制指令生成模块，用于根据所述第一任务的执行结果和所述服务器发送的第二任务的执行结果，生成所述控制指令，并将所述控制指令发送到所述无人机设备，，以控制所述无人机设备飞行；
[0008]所述服务器，包括：
[0009]第二任务执行模块，用于接收所述现实场景数据，根据所述现实场景数据执行所述第二任务，并将所述第二任务的执行结果发送到所述机载计算设备。
[0010]可选的，所述机载计算设备与所述服务器通过5G网络通信连接。
[0011]可选的，所述服务器为边缘计算服务器。
[0012]本公开的另一方面，一种无人机仿真系统，包括依次通信连接的仿真设备、机载计算设备和服务器；
[0013]所述仿真设备包括：
[0014]虚拟场景构建模块，用于构建虚拟场景模型，所述虚拟场景模型包含虚拟无人机和所述虚拟无人机的虚拟飞行环境；
[0015]虚拟环境感知模块，用于生成虚拟场景数据，并将所述虚拟场景数据发送到机载计算设备，其中，所述虚拟场景数据为所述虚拟场景模型中所述虚拟无人机感知的所述飞行环境的数据；
[0016]无人机控制模块，用于接收机载计算设备发送的控制指令，并根据所述控制指令
控制所述虚拟无人机飞行；
[0017]所述机载计算设备包括：
[0018]第一任务执行模块，用于根据所述虚拟场景数据执行第一任务，并将所述虚拟场景数据发送到所述服务器，以供所述服务器执行第二任务，其中，所述第一任务的运算强度小于所述第二任务的运算强度；
[0019]控制指令生成模块，用于根据所述第一任务的执行结果和所述服务器发送的第二任务的执行结果，生成所述控制指令，并将所述控制指令发送到所述仿真设备；
[0020]所述服务器包括：
[0021]第二任务执行模块，用于接收所述虚拟场景数据，根据所述虚拟场景数据执行所述第二任务，并将所述第二任务的执行结果发送到所述机载计算设备。
[0022]可选的，所述无人机控制模块包括：
[0023]飞控数据处理模块，用于根据所述机载计算设备反馈的所述控制指令进行姿态解算，得到姿态数据；
[0024]无人机驱动模块，用于根据所述姿态数据，预测所述虚拟无人机的行为状态，并根据所述虚拟无人机的行为状态控制所述虚拟无人机飞行。
[0025]可选的，所述虚拟场景模型中所述虚拟无人机所感知的虚拟飞行环境数据包括所述虚拟无人机含有的视觉传感器所能感知的所述虚拟飞行环境中的图像数据。
[0026]可选的，所述第一任务包括第一避障任务，所述第一避障任务包括：基于稀疏点云局部匹配算法，对所述图像数据进行稀疏化处理得到稀疏点，基于所述稀疏点提取所述图像数据的特征，根据所述图像数据的特征确定所述飞行环境的障碍物。
[0027]可选的，所述第二任务包括第二避障任务；
[0028]所述第二避障任务包括：
[0029]对所述图像数据进行尺度空间处理；
[0030]根据尺度空间处理的图像数据，生成多尺度差分；
[0031]基于已训练的卷积神经网模型，根据所述多尺度差分，确定所述虚拟飞行环境中的障碍物。
[0032]可选的，所述对所述图像数据进行尺度空间处理包括：对所述图像数据进行高斯尺度空间处理。
[0033]可选的，所述第一任务包括路径规划任务。
[0034]本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，无人机系统可以由机载计算设备执行运算强度相对交底的第一任务，使得机载计算设备可以小型化，由服务器执行运算强度相对较高的第二任务，使得无人机设备既满足小型化的要求，又能适应大量数据处理需求。
附图说明
[0035]附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
[0036]图1示出了根据本公开示例性实施例的无人机系统的示意性框图；
[0037]图2示出了根据本公开示例性实施例的无人机仿真系统的结构框图。
具体实施方式
[0038]下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。
[0039]本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
[0040]本公开实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。
[0041]以下参照附图描述本公开的方案。
[0042]参见图1，一种无人机系统，包括环境感知设备101、无人机设备102、机载计算设备103和服务器104，机载计算设备103和环境感知设备101设置在无人机设备102上，机载计算设备103与服务器104通过移动网络通信连接；
[0043]环境感知设备101，用于感知现实场景数据，将现实场景数据发送到机载计算设备103；
[0044]机载计算设备103包括：
[0045]第一任务执行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机系统，其特征在于，包括环境感知设备、无人机设备、机载计算设备和服务器，所述机载计算设备和所述环境感知设备设置在所述无人机设备上，所述机载计算设备与所述服务器通过移动网络通信连接；所述环境感知设备，用于感知现实场景数据，将所述现实场景数据发送到所述机载计算设备；所述机载计算设备包括：第一任务执行模块，用于接收所述现实场景数据，根据现实场景数据执行所述第一任务，并将所述现实场景数据发送到所述服务器，以供所述服务器执行第二任务，其中，所述第一任务的运算强度小于所述第二任务的运算强度；控制指令生成模块，用于根据所述第一任务的执行结果和所述服务器发送的第二任务的执行结果，生成所述控制指令，并将所述控制指令发送到所述无人机设备，以控制所述无人机设备飞行；所述服务器，包括：第二任务执行模块，用于接收所述现实场景数据，根据所述现实场景数据执行所述第二任务，并将所述第二任务的执行结果发送到所述机载计算设备。2.根据权利要求1所述的无人机系统，其特征在于，所述机载计算设备与所述服务器通过5G网络通信连接。3.根据权利要求1所述的无人机系统，其特征在于，所述服务器为边缘计算服务器。4.一种无人机仿真系统，其特征在于，包括依次通信连接的仿真设备、机载计算设备和服务器；所述仿真设备包括：虚拟场景构建模块，用于构建虚拟场景模型，所述虚拟场景模型包含虚拟无人机和所述虚拟无人机的虚拟飞行环境；虚拟环境感知模块，用于生成虚拟场景数据，并将所述虚拟场景数据发送到机载计算设备，其中，所述虚拟场景数据为所述虚拟场景模型中所述虚拟无人机感知的所述飞行环境的数据；无人机控制模块，用于接收机载计算设备发送的控制指令，并根据所述控制指令控制所述虚拟无人机飞行；所述机载计算设备包括：第一任务执行模块，用于根据所述虚拟场景数据执行第一任务，并将所述虚拟场景数据发送到所述服务器，以供所述服务器...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔晋，赵凡舒，袁梅，董韶鹏，吴泽炎，
申请(专利权)人：北京航空航天大学宁波创新研究院，
类型：发明
国别省市：