[发明专利]基于姿态同步的超视距无人机遥控系统

权利要求书

1.一种基于姿态同步的超视距无人机遥控系统，包括无人机远程集控系统（1）、超视距通信系统（2）、无人机系统（3）和异常处理模块（4）；所述无人机远程集控系统（1）通过所述超视距通信系统（2）和无人机系统（3）数据通信连接；

所述无人机系统（3）包括无人机本体（5）、监视传感模块（6）、机载数据存储模块（7）、无人机自主控制模块（8）；所述监视传感模块（6）用于获取无人机的自身姿态数据和监视的外界环境数据，所述监视传感模块（6）包括姿态信息采集模块（9）、视频图像采集模块（10），所述姿态信息采集模块（9）用于采集所述无人机本体（5）的飞行姿态，所述视频图像采集模块（10）用于获取无人机本体（5）所处外环境的视频图像；所述无人机自主控制模块（8）、所述姿态信息采集模块（9）、视频图像采集模块（10）安装于所述无人机本体（5）上，所述机载数据存储模块（7）用于存储所述监视传感模块（6）获取的数据和所述无人机本体（5）的飞行信息数据；

所述无人机远程集控系统（1）包括头戴式VR/AR设备（11）、3D动感座椅（12）、远程集控平台（13）数据和集控数据存储模块（14）；所述头戴式VR/AR设备（11）佩戴于所述无人机的远程操纵人员头上，从而将所述无人机的视频图像采集模块（10）采集的图像进行显示；所述3D动感座椅（12）供3D动感座椅（12）乘坐，从而将无人机的飞行姿态状态在所述3D动感座椅（12）中体现，以便操纵人员处于无人机的虚拟姿态中；所述集控数据存储模块（14）存储有所述无人机系统（3）的飞行信息数据和执行任务的任务数据；

其特征在于：

所述超视距无人机遥控系统运行时，操纵人员利用所述远程集控平台（13）通过所述超视距通信系统（2）和所述无人机实现通信连接，并且所述远程集控平台（13）发出操纵控制指令，控制所述无人机起飞执行任务，同时，所述无人机本体（5）的所述姿态信息采集模块（9）采集所述无人机本体（5）的飞行姿态，所述视频图像采集模块（10）获取无人机本体（5）所处外环境的视频图像，并将所述飞行姿态和所述视频图像数据通过所述超视距通信系统（2）发送至所述无人机远程集控系统（1），从而所述头戴式VR/AR设备（11）给所述操纵人员显示所述无人机的视频图像采集模块（10）采集的图像，所述3D动感座椅（12）基于所述无人机的姿态状态数据实现3D动感座椅（12）的运动，从而使得所述操纵人员以姿态同步的沉浸式操纵；

在无人机系统（3）工作时，所述无人机系统（3）产生自身的飞行信息数据和执行任务时产生的任务数据以及所述无人机远程集控系统（1）产生的操纵控制指令数据存储于所述集控数据存储模块（14）；

所述异常处理模块（4）实时读取所述飞行信息数据、任务数据和操纵控制指令数据，并进行无人机飞行安全监测、任务数据的判断、操纵控制指令数据和无人机的飞行信息数据的匹配关系的监测，当检测到异常时，所述异常处理模块（4）进行报警，并将相应的异常发生给所述无人机系统（3）操纵者以便处理所述异常；

所述无人机自主控制模块（8）依据所述姿态信息采集模块（9）采集的姿态数据和所述无人机远程集控系统（1）发出的控制指令进行神经网络的模拟，训练得出所述控制指令和所述姿态数据的映射关系，在所述无人机系统（3）未接收到控制信号时，所述无人机自主控制模块（8）基于所述映射关系自主操作所述无人机本体（5），而在接收到所述无人机远程集控系统（1）发出的控制指令的控制信号时，则执行接收到所述无人机远程集控系统（1）发出的控制指令。

2.根据权利要求1所述的一种基于姿态同步的超视距无人机遥控系统，其特征在于：所述超视距通信系统（2）为基于5G的通信网络，所述无人机本体（5）和所述无人机远程集控系统（1）均配置有5G通信终端模块，所述无人机本体（5）和所述无人机远程集控系统（1）之间直接进行通信连接，或者所述无人机本体（5）和所述无人机远程集控系统（1）之间通过5G中继通信基站进行通信连接，从而使得实现低延时通信。