[实用新型]一种多模态无人机人机交互操控半实物仿真系统

说明书

本实用新型涉及一种多模态无人机人机交互操控半实物仿真系统，包括：机载处理器，其搭载在无人机上；手势识别设备和脑电信号测量设备，其通过串口通讯模块与转接模块连接，转接模块与机载处理器连接；遥控器，其通过PPM接口与机载处理器连接；仿真上位机，其上搭载AirSim模拟器，并通过串口通讯模块与机载处理器连接；地面控制站，其通过串口通讯模块与机载处理器连接，并通过UDP协议与仿真上位机连接。本实用新型的有益效果为：实现多种模态控制下的脑电和手势控制以及遥控器控制无人机飞行过程的仿真，也可实现地面控制站控制无人机飞行过程的仿真。

技术领域

本实用新型涉及一种多模态无人机人机交互操控半实物仿真系统。

背景技术

无人机作为模拟飞机类来袭目标，可为防空武器系统的火控雷达校飞、射击等任务提供空中靶标，是武器系统研制、鉴定过程中必不可少的装备。作为无人机的核心组成部分之一，飞控系统通过控制无人机的姿态，从而完成无人机各种模态下的飞行任务。在无人机的研制过程中，人机交互是非常重要的一个环节。手势识别和脑电控制技术是新一代自然人机交互的一项关键技术，相对于传统的鼠标，键盘等接触式的操作方式，手势和脑电具有自然直观、容易理解、操作简单、体验性好等优点，更加符合人类日常交流习惯，手势识别和脑电控制已经成为人机交互方案的研究热点。将操控者与无人机之间结合应用，具有良好的应用前景。现有技术中，只能实现地面控制站控制无人机飞行过程中的仿真，无法实现多种模态控制下的操控者脑电和手势控制无人机飞行过程的仿真，从而无法对人机交互的控制指令有针对性的修正，进而提高识别的可靠性，避免误触发的发生。

实用新型内容

针对上述问题中存在的不足之处，本实用新型提供一种多模态无人机人机交互操控半实物仿真系统，实现多种模态控制下的脑电和手势控制、遥控器控制无人机飞行过程的仿真，同时可以实现地面控制站控制无人机飞行过程的仿真。

为实现上述目的，本实用新型提供一种多模态无人机人机交互操控半实物仿真系统，包括：

机载处理器，其搭载在无人机上；

手势识别设备，其通过串口通讯模块与转接模块输入端连接，所述转接模块输出端与所述机载处理器通信连接；

脑电信号测量设备，其通过串口通讯模块与转接模块输入端连接，所述转接模块输出端与所述机载处理器通信连接；

遥控器，其通过PPM接口与所述机载处理器通信连接；

仿真上位机，其上搭载有AirSim模拟器，并通过串口通讯模块与所述机载处理器通信连接；

地面控制站，其通过串口通讯模块与所述机载处理器通信连接，并通过UDP协议与所述仿真上位机通信连接。

作为本实用新型进一步改进，所述手势识别设备包括：

肌电信号测量设备，其包括佩戴在操控者两只手臂上的若干个肌电电极、用以消除共模干扰的驱动电路、模数转换芯片、微控制单元MCU以及佩戴在操控者腿上的震动马达，若干个肌电电极以环状阵列形式粘贴在操控者左前臂和右前臂上，用于采集操控者的肌电信号，若干个肌电电极和所述驱动电路均与所述模数转换芯片相连，所述模数转换芯片通过SPI接口与所述微控制单元MCU双向通信连接，所述微控制单元MCU与所述震动马达相连；

姿态信号测量设备，其包括佩戴在操控者两只手臂上的若干IMU；

手势识别解码设备，其输入端通过串口通讯模块与所述微控制单元MCU和所述若干IMU相连，输出端通过串口与所述转接模块输入端相连，所述转接模块输出端与所述机载处理器通信连接。

作为本实用新型进一步改进，所述转接模块选用基于AVR处理器的Arduino mega2560芯片，具有四路串口和四路中断源。