[发明专利]一种基于卡尔曼滤波和PPM编码的无线头追设计方法

摘要

本发明公开了一种基于卡尔曼滤波和PPM编码的无线头追设计方法和系统，包括用户头部设备和飞机端设备，所述用户头部设备包括视频眼镜、图传接收、主控板、发射器和传感器板，所述飞机端设备包括接收机、云台、图传发射和摄像头。本发明采用九轴姿态检测模块，该模块具有体积小，重量轻，精度高等优点，能够更加精确分析无人机姿态。采用相应的卡尔曼滤波融合算法，解决了三向加速度计测量时误差较大的问题，能够实现在静态和动态条件下物体姿态的正确检测。采用的PPM编码技术，和目前市场销售的使用PPM通信的无线模块能够相互兼容，通用性较强，能够将计算出的两通道舵机信号采用PPM编码传递给发射模块。

主权项

一种基于卡尔曼滤波和PPM编码的无线头追设计方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：飞机端设备上的摄像头首先采集无人机或航模前方的图像信息和音频信息，并经过图传发射，以无线形式传送给用户头部设备；步骤二：用户头部设备中的图传接收接收到无人机传输来的图像信息和音频信息后，将信号输出到视频眼镜上，视频眼镜将接收到的图像和声音信号呈现给操作者；步骤三：操作者根据无人机或航模发送回来的初始画面，结合检测需求进行头部运动，用户头部设备上的九轴姿态检测模块感应操作者头部运动姿态；步骤四：用户头部设备上的主控板通过通信接口从九轴姿态检测模块读取数据，然后利用卡尔曼滤波器对数据进行滤波；步骤五：卡尔曼滤波结束后得到的角度就是头部的姿态测量结果，并通过主控板进行信号处理和分析，即对姿态测量结果进行PPM编码；步骤六：PPM编码结束，用户头部设备上的发射器将头部运动姿态控制信号发射到飞机端设备；步骤七：飞机端设备上的接收机接收用户头部设备中发射器发射来的控制信号，通过内置的处理模块将头部运动姿态控制信号转换为控制云台舵机的控制角，输出到云台舵机，从而驱动云台进行相应的运动，实现摄像头和操作者头部的随动运动；步骤八：飞机端设备的摄像头将采集到的画面通过图传发射发送到操作者头部运动随动系统上，用户头部设备上的图传接收将图像反馈到视频眼镜中，这样操作者就可以看到自己想要看到的画面。