[发明专利]一种用于无人机视觉组合导航测试的半实物仿真系统

权利要求书

1.一种用于无人机视觉组合导航测试的半实物仿真系统，其特征在于：包括总控制系统、实验设置系统、运动模拟系统、视觉组合导航测试系统以及可视化仿真评估计算机；所述总控制系统与所述实验设置系统通信相连，用以控制实验设置系统模拟昼夜光照条件和显示实验场景；所述总控制系统与所述运动模拟系统连接，所述总控制系统生成运动和轨迹信息并转换为控制指令，驱动所述运动模拟系统运动，模拟无人机实际飞行中位置速度及姿态角的变化；所述运动模拟系统分别与所述总控制系统和可视化仿真评估计算机相连，用以将采集的位置L_α、速度V_α和姿态P_α信息反馈给所述总控制系统和可视化仿真评估计算机；所述视觉组合导航测试系统与所述可视化仿真评估计算机通信相连，用以将采集的图像及位置L_β、速度V_β、和姿态P_β信息，利用待测视觉导航算法解算出无人机模拟运动的实时位置L_γ、速度V_γ、和姿态P_γ信息，并通过可视化仿真评估计算机对所述运动模拟系统反馈的位置L_α、速度V_α和姿态P_α信息与视觉组合导航测试系统解算的位置L_γ、速度V_γ、和姿态P_γ信息进行对比显示与评价，实现对待测算法的测试评估；

所述实验设置系统包括昼夜光照调节器和沙盘或投影装置；所述沙盘或投影装置将实验场景显示于水平面，所述昼夜光照调节器置于沙盘或投影装置显示上方，用以保持特定光照条件；所述特定光照条件包括一天中不同时刻不同环境的光照模拟；

所述总控制系统包括上位机和总线运动控制器；所述上位机与所述总线运动控制器通过EtherCAT总线相连；所述上位机与所述实验设置系统之间通过网络通信，所述上位机包括光照场景设置模块和运动控制模块；所述光照场景设置模块用于控制实验设置系统中的昼夜光照调节器和沙盘或投影装置调节光照并模拟特定实验场景；所述运动控制模块用于设置无人飞行器特定的运动及轨迹信息，包括每个时刻对应的位置、速度和姿态角，然后将运动及轨迹信息转换为控制信号，通过总线运动控制器控制运动模拟系统；运动模拟系统采集的位置L_α、速度V_α和姿态P_α信息由总线运动控制器接收后反馈给上位机上的运动控制模块，形成闭环控制，并实现实时数据监控。

2.根据权利要求1所述的一种用于无人机视觉组合导航测试的半实物仿真系统，其特征在于：所述待测视觉导航算法能够选择包括基于卡尔曼滤波的视觉/惯性组合导航算法、基于特征匹配的惯性/视觉里程计组合导航算法或基于机器学习的视觉/惯性组合导航算法。

3.根据权利要求1所述的一种用于无人机视觉组合导航测试的半实物仿真系统，其特征在于：

所述特定实验场景包括平原、山地、沙漠、森林、草地和城市不同纹理信息的实验场景。