一種監(jiān)控?zé)o人機(jī)飛行狀態(tài)的綜合處理顯示方法及系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種監(jiān)控?zé)o人機(jī)飛行狀態(tài)的綜合處理顯示方法及系統(tǒng)，建立綜合處理顯示界面，所述綜合處理顯示界面劃分為固定顯示欄界面和切換顯示欄界面，所述固定顯示欄界面劃分為：無(wú)人機(jī)姿態(tài)顯示子界面、基本飛行控制子界面和基本飛行狀態(tài)顯示子界面，所述切換顯示欄界面在航線規(guī)劃及拍照設(shè)置子界面、飛行監(jiān)控顯示子界面和數(shù)據(jù)分析子界面中切換。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠?qū)o(wú)人機(jī)的關(guān)鍵飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)通過(guò)圖形、動(dòng)畫(huà)等方式直觀地在飛行監(jiān)控顯示子界面上顯示，便于監(jiān)控人員及時(shí)找到所需信息，同時(shí)還具有結(jié)合拍照設(shè)置、飛行設(shè)置的航線規(guī)劃功能與數(shù)據(jù)綜合分析功能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種監(jiān)控?zé)o人機(jī)飛行狀態(tài)的綜合處理顯示方法及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)人機(jī)監(jiān)控領(lǐng)域，尤其是涉及一種監(jiān)控?zé)o人機(jī)飛行狀態(tài)的綜合處理顯示方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]無(wú)人機(jī)的適航飛行要求能夠進(jìn)行超視距監(jiān)控，通常是通過(guò)雙向傳輸?shù)奈⒉娕_(tái)和地面站系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)飛行數(shù)據(jù)的下傳顯示和控制信息上傳執(zhí)行?，F(xiàn)有無(wú)人機(jī)飛行狀態(tài)監(jiān)視和超視距控制系統(tǒng)(后面簡(jiǎn)稱(chēng):地面站系統(tǒng))存在以下缺陷:
[0003]1、監(jiān)視界面空速、高度、經(jīng)瑋度、姿態(tài)等等各種飛行狀態(tài)，加上動(dòng)力、電源等各種信息的顯示，飛行信息的顯示非常凌亂，狀態(tài)監(jiān)控比較困難，或者通俗的說(shuō)要及時(shí)找到自己需要的信息比較困難。
[0004]2、現(xiàn)有地面站系統(tǒng)中飛行設(shè)置和拍照設(shè)置的用戶(hù)體驗(yàn)非常差，航線設(shè)置只能采用矩形區(qū)域，復(fù)雜區(qū)域的航線規(guī)劃極其繁瑣，航線和拍照的所有設(shè)置都需要手動(dòng)完成。
[0005]3、現(xiàn)有地面站系統(tǒng)缺乏飛行數(shù)據(jù)分析的功能。
[0006]以上這些缺陷，使得現(xiàn)有地面站系統(tǒng)很難勝任工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)飛行任務(wù)的監(jiān)控要求。
[0007]中國(guó)專(zhuān)利CN104503460A公開(kāi)了一種通用型無(wú)人機(jī)地面站控制系統(tǒng)，采用模塊化設(shè)計(jì)，具體包括:導(dǎo)航顯示模塊、航跡管理與任務(wù)規(guī)劃模塊、無(wú)人機(jī)儀表及狀態(tài)顯示模塊、飛行仿真模塊、無(wú)線監(jiān)控與視景仿真模塊和人機(jī)交互設(shè)備。本發(fā)明提供的通用型無(wú)人機(jī)地面站控制系統(tǒng)具有功能齊全、操作簡(jiǎn)單，攜帶方便的特點(diǎn)，并且具有廣泛的可移植性和通用性。該專(zhuān)利需采用兩個(gè)顯示器顯示導(dǎo)航狀態(tài)或進(jìn)行飛行仿真，各導(dǎo)航狀態(tài)參數(shù)凌亂，并不容易進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種監(jiān)控?zé)o人機(jī)飛行狀態(tài)的綜合處理顯示方法及系統(tǒng)，能夠?qū)o(wú)人機(jī)的關(guān)鍵飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)通過(guò)圖形、動(dòng)畫(huà)等方式直觀地在飛行監(jiān)控顯示子界面上顯示，便于監(jiān)控人員及時(shí)找到所需信息，同時(shí)還具有結(jié)合拍照設(shè)置、飛行設(shè)置的航線規(guī)劃功能與數(shù)據(jù)綜合分析功能。
[0009]本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0010]一種監(jiān)控?zé)o人機(jī)飛行狀態(tài)的綜合處理顯示方法，建立綜合處理顯示界面，所述綜合處理顯示界面劃分為固定顯示欄界面和切換顯示欄界面，
[0011 ]所述固定顯示欄界面劃分為:
[0012]無(wú)人機(jī)姿態(tài)顯示子界面，用于實(shí)時(shí)無(wú)人機(jī)的姿態(tài)信息；
[0013]基本飛行控制子界面，用于設(shè)置控制無(wú)人機(jī)的水平航向參數(shù)、垂直高度參數(shù)和空速參數(shù)；
[0014]基本飛行狀態(tài)顯示子界面，用于實(shí)時(shí)顯示無(wú)人機(jī)的飛行狀態(tài)；
[0015]所述切換顯示欄界面在航線規(guī)劃及拍照設(shè)置子界面、飛行監(jiān)控顯示子界面和數(shù)據(jù)分析子界面中切換；
[0016]所述航線規(guī)劃及拍照設(shè)置子界面，用于規(guī)劃無(wú)人機(jī)的飛行航線和設(shè)置拍照參數(shù)；
[0017]所述飛行監(jiān)控顯示子界面，用于顯示無(wú)人機(jī)的飛行區(qū)域地圖、飛行航向、飛行空速、飛行高度和飛行經(jīng)瑋度；
[0018]所述數(shù)據(jù)分析子界面，用于以圖表的形式顯示無(wú)人機(jī)飛行時(shí)數(shù)據(jù)；
[0019]其中，飛行監(jiān)控顯示子界面上信息的顯示方式為:
[0020]I)界面底層加載以無(wú)人機(jī)為中心飛行區(qū)域地圖，飛行區(qū)域地圖上顯示無(wú)人機(jī)實(shí)時(shí)飛行路徑和預(yù)設(shè)的無(wú)人機(jī)飛行航線；
[0021]2)飛行區(qū)域地圖上的中心處加載以圓盤(pán)形式顯示方位的航向儀羅盤(pán)，所述航向儀羅盤(pán)的指針指向與無(wú)人機(jī)的飛行航向?qū)崟r(shí)保持一致，航向儀羅盤(pán)的指針上顯示有無(wú)人機(jī)的飛行航向數(shù)值；
[0022]3)飛行區(qū)域地圖上加載以滾動(dòng)形式顯示飛行空速的空速計(jì)，所述空速計(jì)的指針處放大顯示飛行空速的數(shù)值；
[0023]4)飛行區(qū)域地圖上加載以滾動(dòng)形式顯示飛行高度的高度計(jì)，所述高度計(jì)的指針處放大顯示飛行高度的數(shù)值；
[0024]5)飛行區(qū)域地圖上直接顯示飛行經(jīng)瑋度。
[0025]所述航線規(guī)劃及拍照設(shè)置子界面上劃分為:
[0026]航線地圖一級(jí)界面，用于加載無(wú)人機(jī)的飛行區(qū)域地圖，并在飛行區(qū)域上顯示航點(diǎn)和航線；
[0027]航拍規(guī)劃設(shè)置一級(jí)切換界面，在航線規(guī)劃設(shè)置二級(jí)界面、拍照設(shè)置二級(jí)界面和結(jié)果輸出一■級(jí)界面中切換；
[0028]所述航線規(guī)劃設(shè)置二級(jí)界面，用于設(shè)置航線規(guī)劃參數(shù)；
[0029]所述拍照設(shè)置二級(jí)界面，用于設(shè)置拍照參數(shù)；
[0030]所述結(jié)果輸出二級(jí)界面，用于輸出根據(jù)航線規(guī)劃參數(shù)和拍照參數(shù)得到的飛行航線數(shù)據(jù)，該飛行航線數(shù)據(jù)在航天地圖單元界面上呈現(xiàn)。
[0031 ]所述航線地圖一級(jí)界面上的操作包括添加航點(diǎn)、刪除航點(diǎn)、移動(dòng)航點(diǎn)、插入航點(diǎn)、生成矩形航線、生成多邊形航線和測(cè)距。
[0032]所述基本飛行狀態(tài)顯示子界面顯示的飛行狀態(tài)包括:飛行時(shí)間、飛行里程、拍照數(shù)量、離家距離和電池電量。
[0033]所述數(shù)據(jù)分析子界面顯示無(wú)人機(jī)飛行時(shí)任一項(xiàng)數(shù)據(jù)與時(shí)間的曲線圖。
[0034]一種用于實(shí)現(xiàn)上述方法的監(jiān)控?zé)o人機(jī)飛行狀態(tài)的綜合處理顯示系統(tǒng)，包括中央處理主模塊，以及分別連接中央處理主模塊的輸入模塊和顯示模塊，所述中央處理主模塊與無(wú)人機(jī)無(wú)線通信，中央處理主模塊包括用于生成固定顯示欄界面的固定顯示欄模塊和用于生成切換顯示欄界面的切換顯示欄模塊，所述顯示模塊上同時(shí)顯示固定顯示欄界面和切換顯示欄界面，
[0035]所述固定顯示欄模塊包括:
[0036]無(wú)人機(jī)姿態(tài)顯示單元，實(shí)時(shí)接收無(wú)人機(jī)的姿態(tài)信息，并生成無(wú)人機(jī)姿態(tài)顯示子界面；
[0037]基本飛行控制單元，接收輸入模塊發(fā)送的控制無(wú)人機(jī)的水平航向參數(shù)、垂直高度參數(shù)和空速參數(shù)，并生成基本飛行控制子界面；
[0038]基本飛行狀態(tài)顯示單元，實(shí)時(shí)接收無(wú)人機(jī)的飛行狀態(tài)信息，并生成基本飛行狀態(tài)顯示子界面；
[0039]所述無(wú)人機(jī)姿態(tài)顯示子界面、基本飛行控制子界面和基本飛行狀態(tài)顯示子界面同時(shí)在顯示模塊對(duì)應(yīng)的固定顯示欄界面上顯示；
[0040]所述切換顯示欄模塊包括:
[0041]所述航拍規(guī)劃設(shè)置單元，生成航線規(guī)劃及拍照設(shè)置子界面，接收輸入模塊發(fā)送的航線規(guī)劃參數(shù)和拍照參數(shù)，得到并在航線規(guī)劃及拍照設(shè)置子界面上顯示飛行航線數(shù)據(jù)，同時(shí)將飛行航線數(shù)據(jù)發(fā)送給無(wú)人機(jī)；
[0042]所述飛行監(jiān)控顯示單元，實(shí)時(shí)接收無(wú)人機(jī)的飛行航向、飛行空速、飛行高度和飛行經(jīng)瑋度，并生成飛行監(jiān)控顯示子界面；
[0043]所述數(shù)據(jù)分析單元，根據(jù)無(wú)人機(jī)飛行時(shí)數(shù)據(jù)生成數(shù)據(jù)分析子界面；
[0044]所述航線規(guī)劃及拍照設(shè)置子界面、飛行監(jiān)控顯示子界面和數(shù)據(jù)分析子界面根據(jù)輸入模塊接收的切換指令在顯示模塊對(duì)應(yīng)的切換顯示欄界面中切換顯示。
[0045]所述飛行航線數(shù)據(jù)包括逐行掃掠航路點(diǎn)、航線上的拍照間距和飛行高度，航拍規(guī)劃設(shè)置單元輸出飛行航線數(shù)據(jù)的過(guò)程為:
[0046]A.航拍規(guī)劃設(shè)置單元接收輸入模塊發(fā)送的拍照參數(shù)，所述拍照參數(shù)包括相機(jī)參數(shù)和地面成像分辨率，航拍規(guī)劃設(shè)置單元根據(jù)相機(jī)參數(shù)得到鏡頭畫(huà)幅所覆蓋的區(qū)域大小，并根據(jù)鏡頭畫(huà)幅所覆蓋的區(qū)域大小得到滿(mǎn)足地面成像分辨率的航線間距、航線上的拍照間距和飛行高度；
[0047]B.航拍規(guī)劃設(shè)置單元接收輸入模塊發(fā)送的航線規(guī)劃參數(shù)，所述航線規(guī)劃參數(shù)包括航線間距、起始航點(diǎn)、目的航點(diǎn)、航線走向和設(shè)定區(qū)域，航拍規(guī)劃設(shè)置單元基于路線最優(yōu)少轉(zhuǎn)彎的原則，根據(jù)選定的航線間距和航線走向生成覆蓋設(shè)定區(qū)域的逐行掃掠航路點(diǎn)，所述選定的航線間距為輸入模塊直接輸入的航線間距、或者為步驟A得到的滿(mǎn)足地面成像分辨率的航線間距、或者為由起始航點(diǎn)、目的航點(diǎn)按航線走向等分后獲得的航線間距。
[0048]所述逐行掃掠航路點(diǎn)形成由多個(gè)矩形或由多個(gè)不規(guī)則多邊形構(gòu)成的飛行區(qū)域。
[0049]所述地面成像分辨率包括地面分辨率、航向重疊率和旁向重疊率，所述地面分辨率是指航攝精度，所述航向重疊率是指同一條航線上相鄰兩張照片的重疊率，所述旁向重疊率是指兩條航線之間相鄰照片的重疊率。
[0050]所述航拍規(guī)劃設(shè)置單元內(nèi)預(yù)設(shè)有供用戶(hù)選擇的相機(jī)列表，所述相機(jī)列表內(nèi)包括多款相機(jī)以及對(duì)應(yīng)的拍照參數(shù)。
[0051 ]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0052]I)本發(fā)明綜合處理顯示方法建立綜合處理顯示界面，將監(jiān)控?zé)o人機(jī)飛行狀態(tài)的所有數(shù)據(jù)有計(jì)劃、合理地集中顯示在固定顯示欄界面，采用切換界面的形式將航線規(guī)劃、拍照設(shè)置及數(shù)據(jù)分析的所有數(shù)據(jù)以及對(duì)應(yīng)功能顯示在切換顯示欄界面，特別地，飛行監(jiān)控顯示子界面的設(shè)計(jì)符合人體工效學(xué)原理，創(chuàng)造性地將地圖、規(guī)劃航線、航向羅盤(pán)、空速、高度、以及經(jīng)瑋度信息疊加顯示，監(jiān)視界面集成、簡(jiǎn)潔、清晰，能夠?qū)o(wú)人機(jī)的關(guān)鍵飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)通過(guò)圖形、動(dòng)畫(huà)等方式直觀地在飛行監(jiān)控顯示子界面上顯示，在枯燥的數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上加入了直觀的圖像參考，減少了長(zhǎng)時(shí)間的監(jiān)控會(huì)出現(xiàn)忽略摸個(gè)參數(shù)的情況，便于監(jiān)控人員在監(jiān)控過(guò)程中短時(shí)間內(nèi)觀察多個(gè)參數(shù)。
[0053]2)本發(fā)明系統(tǒng)設(shè)置了結(jié)合航線規(guī)劃和拍照設(shè)置功能的航拍規(guī)劃設(shè)置單元，形成航線規(guī)劃及拍照設(shè)置子界面，在航線地圖一級(jí)界面可方便顯示航線規(guī)劃的情況、設(shè)置航點(diǎn)、測(cè)距等等，在航拍規(guī)劃設(shè)置一級(jí)切換界面中可輕松在航線規(guī)劃設(shè)置、拍照設(shè)置、結(jié)果輸出之間切換，最終獲得的飛行航線數(shù)據(jù)發(fā)送給無(wú)人機(jī)，航拍控制過(guò)程簡(jiǎn)單，同時(shí)航線規(guī)劃和拍照設(shè)置功能又賦予了操作人員手工修改的權(quán)利和可能，包括航線生成方法、以及方便修改生成后航線中所有航點(diǎn)的數(shù)據(jù)，用戶(hù)體驗(yàn)度好。
[0054]3)本發(fā)明第一次實(shí)現(xiàn)任意多邊形區(qū)域的飛行航線自動(dòng)生成，專(zhuān)門(mén)針對(duì)矩形和任意形狀的多邊形，通過(guò)輸入航線間距和航線走向，自動(dòng)計(jì)算出覆蓋設(shè)定區(qū)域的逐行掃掠航路點(diǎn)，而任意多邊形區(qū)域可以更好的覆蓋不規(guī)則的設(shè)定區(qū)域，更好的滿(mǎn)足路線最優(yōu)少轉(zhuǎn)彎的原則。
[0055]4)本發(fā)明的航拍規(guī)劃設(shè)置單元和拍照設(shè)置二級(jí)界面提供了拍照設(shè)置條件的自動(dòng)計(jì)算和手動(dòng)修改功能，并能自動(dòng)賦予結(jié)合拍照參數(shù)的航線規(guī)劃設(shè)置，有利于監(jiān)控人員方便進(jìn)行航拍規(guī)劃及設(shè)置。
[0056]5)建立數(shù)據(jù)分析子界面，提供了數(shù)據(jù)分析功能。用戶(hù)可以選擇地面站監(jiān)控的任何一項(xiàng)參數(shù)，構(gòu)建參數(shù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)-時(shí)間曲線，實(shí)時(shí)分析飛行過(guò)程中的任一數(shù)據(jù)，進(jìn)行更加專(zhuān)業(yè)性的參數(shù)調(diào)試，能幫助優(yōu)化和改善無(wú)人機(jī)的飛行控制。
【附圖說(shuō)明】
[0057]圖1為本發(fā)明方法中綜合處理顯示界面的組成結(jié)構(gòu)示意圖；
[0058]圖2為本發(fā)明系統(tǒng)中中央處理主模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0059]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的綜合處理顯示界面示意圖；
[0060]圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的飛行監(jiān)控顯示子界面示意圖；
[0061]圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的拍照設(shè)置二級(jí)界面和航線地圖一級(jí)界面示意圖；
[0062]圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的航線規(guī)劃設(shè)置二級(jí)界面和航線地圖一級(jí)界面示意圖；
[0063]圖7為本發(fā)明中航線地圖一級(jí)界面上測(cè)距效果示意圖；
[0064]圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的數(shù)據(jù)分析子界面示意圖。
[0065]圖中:1、綜合處理顯示界面，2、固定顯示欄界面，3、切換顯示欄界面，4、無(wú)人機(jī)姿態(tài)顯示子界面，5、基本飛行控制子界面，6、基本飛行狀態(tài)顯示子界面，7、航線規(guī)劃及拍照設(shè)置子界面，8、飛行監(jiān)控顯示子界面，9、數(shù)據(jù)分析子界面，10、航線地圖一級(jí)界面，11、航拍規(guī)劃設(shè)置一級(jí)切換界面，12、航線規(guī)劃設(shè)置二級(jí)界面，13、拍照設(shè)置二級(jí)界面，14、結(jié)果輸出二級(jí)界面，15、中央處理主模塊，16、固定顯示欄模塊，17、切換顯示欄模塊，18、無(wú)人機(jī)姿態(tài)顯示單元，19、基本飛行控制單元，20、基本飛行狀態(tài)顯示單元，21、航拍規(guī)劃設(shè)置單元，22、飛行監(jiān)控顯示單元，23、數(shù)據(jù)分析單元。
【具體實(shí)施方式】
[0066]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0067]如圖1所示，一種監(jiān)控?zé)o人機(jī)飛行狀態(tài)的綜合處理顯示方法，建立綜合處理顯示界面I，綜合處理顯示界面I劃分為固定顯示欄界面2和切換顯示欄界面3。
[0068](I)固定顯示欄界面2，如圖3所示，劃分為:
[0069]無(wú)人機(jī)姿態(tài)顯示子界面4，用于實(shí)時(shí)無(wú)人機(jī)的姿態(tài)信息，包括以數(shù)字形式顯示的飛行空速、飛行高度、飛行航向等等；
[0070]基本飛行控制子界面5，用于設(shè)置控制無(wú)人機(jī)的水平航向參數(shù)、垂直高度參數(shù)和空速參數(shù)；
[0071]基本飛行狀態(tài)顯示子界面6，用于實(shí)時(shí)顯示無(wú)人機(jī)的飛行狀態(tài)，包括:飛行時(shí)間、飛行里程、拍照數(shù)量、離家距離和電池電量，數(shù)據(jù)信息簡(jiǎn)潔而清晰地顯示。
[0072](2)切換顯示欄界面3，如圖3-圖8所示，在航線規(guī)劃及拍照設(shè)置子界面7、飛行監(jiān)控顯示子界面8和數(shù)據(jù)分析子界面9中切換。
[0073]數(shù)據(jù)分析子界面9，如圖8所示，用于以圖表的形式顯示無(wú)人機(jī)飛行時(shí)數(shù)據(jù)，例如可顯示無(wú)人機(jī)飛行時(shí)任一項(xiàng)數(shù)據(jù)與時(shí)間的曲線圖。
[0074]圖8中，r表示無(wú)人機(jī)飛行數(shù)據(jù)與時(shí)間的曲線圖，s表示無(wú)人機(jī)飛行數(shù)據(jù)列表，該列表可采用搜索樹(shù)的形式顯示。
[0075]飛行監(jiān)控顯示子界面8，用于實(shí)時(shí)顯示并更新無(wú)人機(jī)的飛行區(qū)域地圖、飛行航向、飛行空速、飛行高度和飛行經(jīng)瑋度，飛行監(jiān)控顯示子界面8上信息的顯示方式具體為:
[0076]I)界面底層加載以無(wú)人機(jī)為中心飛行區(qū)域地圖，飛行區(qū)域地圖上顯示無(wú)人機(jī)實(shí)時(shí)飛行路徑和預(yù)設(shè)的無(wú)人機(jī)飛行航線；
[0077]2)飛行區(qū)域地圖上的中心處加載以圓盤(pán)形式顯示方位的航向儀羅盤(pán)，航向儀羅盤(pán)的指針指向與無(wú)人機(jī)的飛行航向?qū)崟r(shí)保持一致，航向儀羅盤(pán)的指針上顯示有無(wú)人機(jī)的飛行航向數(shù)值；
[0078]3)飛行區(qū)域地圖上加載以滾動(dòng)形式顯示飛行空速的空速計(jì)，空速計(jì)的指針處放大顯示飛行空速的數(shù)值；
[0079]4)飛行區(qū)域地圖上加載以滾動(dòng)形式顯示飛行高度的高度計(jì)，高度計(jì)的指針處放大顯示飛行高度的數(shù)值，空速計(jì)和高度計(jì)可對(duì)稱(chēng)顯示在航向儀羅盤(pán)的兩側(cè)；
[0080]5)飛行區(qū)域地圖上航向儀羅盤(pán)的左下方直接顯示飛行經(jīng)瑋度。
[0081]圖3中的飛行監(jiān)控顯示子界面8的底層還未加載飛行區(qū)域地圖，圖4為加載了飛行區(qū)域地圖的飛行過(guò)程中飛行監(jiān)控顯示子界面8示意圖，在飛行區(qū)域地圖上顯示有飛行路徑上的航點(diǎn)信息，可以看出飛行監(jiān)控顯示子界面8非常符合飛行員的觀察習(xí)慣，配合左上角無(wú)人機(jī)姿態(tài)顯示子界面4的姿態(tài)儀(俯仰、橫滾、航向)、左中基本飛行控制子界面5的基本控制功能選項(xiàng)、左下基本飛行狀態(tài)顯示子界面6的基本飛行狀態(tài)顯示，整個(gè)無(wú)人機(jī)飛行狀態(tài)顯示完整，監(jiān)視界面非常簡(jiǎn)潔、清晰、又符合人體工效學(xué)原理，所有操作人員能夠一目了然以最快的速度看到和找到自己想要的信息。
[0082]圖3中，a表示航向儀羅盤(pán)的指針，b表示當(dāng)前飛行航向，c表示高度計(jì)，d表示當(dāng)前飛行高度，e表示航向儀羅盤(pán)，f表示當(dāng)前飛行空速，g表示飛行經(jīng)瑋度，h表示空速計(jì)。
[0083]圖4中，i表示飛行區(qū)域地圖，j表示無(wú)人機(jī)實(shí)時(shí)飛行路徑，k表示預(yù)設(shè)的無(wú)人機(jī)飛行航線，c、e、h、g的定義同圖3。
[0084]航線規(guī)劃及拍照設(shè)置子界面7，用于規(guī)劃無(wú)人機(jī)的飛行航線和設(shè)置拍照參數(shù)，在航線規(guī)劃及拍照設(shè)置子界面7上劃分為:
[0085]航線地圖一級(jí)界面10，用于加載無(wú)人機(jī)的飛行區(qū)域地圖，并在飛行區(qū)域上顯示航點(diǎn)和航線，航線地圖一級(jí)界面1上的操作包括添加航點(diǎn)、刪除航點(diǎn)、移動(dòng)航點(diǎn)、插入航點(diǎn)、生成矩形航線、生成多邊形航線和測(cè)距等等，以上操作采用右鍵快捷功能的方式彈出操作對(duì)話框，如圖6所示和圖7所示；
[0086]航拍規(guī)劃設(shè)置一級(jí)切換界面11，在航線規(guī)劃設(shè)置二級(jí)界面12、拍照設(shè)置二級(jí)界面13和結(jié)果輸出一■級(jí)界面14中切換；
[0087]拍照設(shè)置二級(jí)界面13，如圖5所示，用于設(shè)置拍照參數(shù)，包括短邊像素、長(zhǎng)邊像素、CXD短邊、CXD長(zhǎng)邊、焦距、地面分辨率、航向重疊率、旁向重疊率和航點(diǎn)容差等，地面分辨率、航向重疊率和旁向重疊率構(gòu)成地面成像分辨率，地面分辨率是指航攝精度，通常是航攝用戶(hù)提出的要求，航向重疊率是指同一條航線上相鄰兩張照片的重疊率，旁向重疊率是指兩條航線之間相鄰照片的重疊率，航點(diǎn)容差是預(yù)估到飛行可能會(huì)偏離航線，則偏離范圍不超過(guò)容差值就算作到達(dá)拍照點(diǎn)，拍照設(shè)置二級(jí)界面13上也可以根據(jù)用戶(hù)的要求手動(dòng)修改數(shù)值，例如用戶(hù)也可以自行編輯(包含添加、修改、刪除)相機(jī)及其參數(shù)；
[0088]航線規(guī)劃設(shè)置二級(jí)界面12，如圖6和圖7所示，用于設(shè)置航線規(guī)劃參數(shù)，包括航線間距、航線走向、飛行高度的設(shè)置，航線間距可按間距、等分等方式進(jìn)行設(shè)置，航線走向可按經(jīng)度方向、瑋度方向、長(zhǎng)度方向或預(yù)設(shè)方向等進(jìn)行設(shè)置，航線規(guī)劃設(shè)置二級(jí)界面12上還設(shè)有移動(dòng)航線的功能按鍵、上傳已有航線的功能按鍵，，航線規(guī)劃設(shè)置二級(jí)界面12上也可以根據(jù)用戶(hù)的要求手動(dòng)修改數(shù)值；
[0089]結(jié)果輸出二級(jí)界面14，用于輸出根據(jù)航線規(guī)劃參數(shù)和拍照參數(shù)得到的飛行航線數(shù)據(jù)，飛行航線數(shù)據(jù)包括逐行掃掠航路點(diǎn)、航線上的拍照間距和飛行高度，該飛行航線數(shù)據(jù)在航天地圖單元界面上呈現(xiàn)，另外可以選擇POS數(shù)據(jù)的輸出格式。
[°09°]圖6中，I表示航點(diǎn)信息，m表示航線地圖單元界面上的操作，η表示逐行掃掠航路點(diǎn)，P表示多個(gè)逐行掃掠航路點(diǎn)構(gòu)成的多邊形狀，i的定義同圖4。
[0091]圖7中，q表示通過(guò)測(cè)距功能測(cè)得的地圖上兩點(diǎn)之間距離，l、m、i的定義同圖6。
[0092]如圖2所示，一種用于實(shí)現(xiàn)上述方法的監(jiān)控?zé)o人機(jī)飛行狀態(tài)的綜合處理顯示系統(tǒng)，包括中央處理主模塊15，以及分別連接中央處理主模塊15的輸入模塊和顯示模塊，中央處理主模塊15與無(wú)人機(jī)無(wú)線通信，中央處理主模塊15包括用于生成固定顯示欄界面2的固定顯示欄模塊16和用于生成切換顯示欄界面3的切換顯示欄模塊17，顯示模塊上同時(shí)顯示固定顯示欄界面2和切換顯示欄界面3。
[0093](I)固定顯示欄模塊16包括:
[0094]無(wú)人機(jī)姿態(tài)顯示單元18，實(shí)時(shí)接收無(wú)人機(jī)的姿態(tài)信息，并生成無(wú)人機(jī)姿態(tài)顯示子界面4;
[0095]基本飛行控制單元19，接收輸入模塊發(fā)送的控制無(wú)人機(jī)的水平航向參數(shù)、垂直高度參數(shù)和空速參數(shù)，并生成基本飛行控制子界面5;
[0096]基本飛行狀態(tài)顯示單元20，實(shí)時(shí)接收無(wú)人機(jī)的飛行狀態(tài)信息，并生成基本飛行狀態(tài)顯示子界面6;
[0097]無(wú)人機(jī)姿態(tài)顯示子界面4、基本飛行控制子界面5和基本飛行狀態(tài)顯示子界面6同時(shí)在顯示模塊對(duì)應(yīng)的固定顯示欄界面2上顯示；
[0098](2)切換顯示欄模塊17包括:
[0099]航拍規(guī)劃設(shè)置單元21，生成航線規(guī)劃及拍照設(shè)置子界面7，接收輸入模塊發(fā)送的航線規(guī)劃參數(shù)和拍照參數(shù)，得到并在航線規(guī)劃及拍照設(shè)置子界面7上顯示飛行航線數(shù)據(jù)，同時(shí)將飛行航線數(shù)據(jù)發(fā)送給無(wú)人機(jī)；
[0100]飛行監(jiān)控顯示單元22，實(shí)時(shí)接收無(wú)人機(jī)的飛行航向、飛行空速、飛行高度和飛行經(jīng)瑋度，并生成飛行監(jiān)控顯示子界面8;
[0101]數(shù)據(jù)分析單元23，根據(jù)無(wú)人機(jī)飛行時(shí)數(shù)據(jù)生成數(shù)據(jù)分析子界面9，提供了專(zhuān)業(yè)性的數(shù)據(jù)分析功能，如圖8所示，用戶(hù)可以方便的提取所需要的數(shù)據(jù)，構(gòu)建例如俯仰角-時(shí)間曲線進(jìn)行專(zhuān)業(yè)性的分析，更清晰的掌握和分解飛行包線內(nèi)任意環(huán)節(jié)的所有數(shù)據(jù)，解構(gòu)每一個(gè)飛行過(guò)程，進(jìn)行更加專(zhuān)業(yè)性的參數(shù)調(diào)試，能幫助優(yōu)化和改善無(wú)人機(jī)的飛行控制；
[0102]航線規(guī)劃及拍照設(shè)置子界面7、飛行監(jiān)控顯示子界面8和數(shù)據(jù)分析子界面9根據(jù)輸入模塊接收的切換指令在顯示模塊對(duì)應(yīng)的切換顯示欄界面3中切換顯示。
[0103]航拍規(guī)劃設(shè)置單元21結(jié)合拍照參數(shù)和航線規(guī)劃參數(shù)輸出飛行航線數(shù)據(jù)的過(guò)程為:
[0104]A.航拍規(guī)劃設(shè)置單元21接收輸入模塊發(fā)送的拍照參數(shù)，航拍規(guī)劃設(shè)置單元21內(nèi)也預(yù)設(shè)有供用戶(hù)選擇的相機(jī)列表，相機(jī)列表內(nèi)包括多款相機(jī)以及對(duì)應(yīng)的拍照參數(shù)，拍照參數(shù)包括相機(jī)參數(shù)和地面成像分辨率，航拍規(guī)劃設(shè)置單元21根據(jù)相機(jī)參數(shù)得到鏡頭畫(huà)幅所覆蓋的區(qū)域大小，并根據(jù)鏡頭畫(huà)幅所覆蓋的區(qū)域大小得到滿(mǎn)足地面成像分辨率的航線間距、航線上的拍照間距和飛行高度；
[0105]B.航拍規(guī)劃設(shè)置單元21接收輸入模塊發(fā)送的航線規(guī)劃參數(shù)，航線規(guī)劃參數(shù)包括航線間距、起始航點(diǎn)、目的航點(diǎn)、航線走向和設(shè)定區(qū)域，航拍規(guī)劃設(shè)置單元21基于路線最優(yōu)少轉(zhuǎn)彎的原則，根據(jù)選定的航線間距和航線走向生成覆蓋設(shè)定區(qū)域的逐行掃掠航路點(diǎn)，逐行掃掠航路點(diǎn)形成由多個(gè)矩形或由多個(gè)不規(guī)則多邊形構(gòu)成的飛行區(qū)域，選定的航線間距為輸入模塊直接輸入的航線間距、或者為步驟A得到的滿(mǎn)足地面成像分辨率的航線間距、或者為由起始航點(diǎn)、目的航點(diǎn)按航線走向等分后獲得的航線間距。
[0106]因?yàn)閷?shí)際無(wú)人機(jī)飛行的設(shè)定區(qū)域很少有標(biāo)準(zhǔn)的矩形，往往是不規(guī)則形狀，所以為了生成最優(yōu)的逐行掃掠航路點(diǎn)，本發(fā)明以多邊形或者矩形上為拍照區(qū)域的邊界，即任務(wù)區(qū)的邊界，生成矩形航線或多邊形航線。同時(shí)若有需要，用戶(hù)也可以直接添加、修改、或者刪除航點(diǎn)，也可以在圖6中的航點(diǎn)信息列表中輸入各點(diǎn)經(jīng)瑋度的精確值。
[0107]實(shí)際操作中，通過(guò)本發(fā)明的航線規(guī)劃及拍照設(shè)置功能，可以自由選擇和添加機(jī)載相機(jī)型號(hào)，根據(jù)輸入的基本信息自動(dòng)計(jì)算飛行和拍照條件，計(jì)算輸出的拍照設(shè)置也可以根據(jù)用戶(hù)的要求手工修改，拍照設(shè)置提交后能自動(dòng)賦予成航線規(guī)劃的輸入信息，配合航線規(guī)劃功能自動(dòng)生成飛行航線。
[0108]綜上所述，本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)，設(shè)計(jì)了符合人工功效學(xué)原理的飛行監(jiān)控顯示子界面8，同時(shí)利用航拍規(guī)劃設(shè)置單元21實(shí)現(xiàn)了拍照設(shè)置、航線規(guī)劃設(shè)置以及任意多邊形區(qū)域的飛行航線自動(dòng)生成的功能，最后還利用了數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分析單元23提供了專(zhuān)業(yè)的數(shù)據(jù)分析功會(huì)K。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種監(jiān)控?zé)o人機(jī)飛行狀態(tài)的綜合處理顯示方法，用于建立綜合處理顯示界面(I)，所述綜合處理顯示界面(I)劃分為固定顯示欄界面(2)和切換顯示欄界面(3)，其特征在于， 所述固定顯示欄界面(2)劃分為: 無(wú)人機(jī)姿態(tài)顯示子界面(4)，用于實(shí)時(shí)無(wú)人機(jī)的姿態(tài)信息； 基本飛行控制子界面(5)，用于設(shè)置控制無(wú)人機(jī)的水平航向參數(shù)、垂直高度參數(shù)和空速參數(shù)； 基本飛行狀態(tài)顯示子界面(6)，用于實(shí)時(shí)顯示無(wú)人機(jī)的飛行狀態(tài)； 所述切換顯示欄界面(3)在航線規(guī)劃及拍照設(shè)置子界面(7)、飛行監(jiān)控顯示子界面(8)和數(shù)據(jù)分析子界面(9)中切換； 所述航線規(guī)劃及拍照設(shè)置子界面(7)，用于規(guī)劃無(wú)人機(jī)的飛行航線和設(shè)置拍照參數(shù)；所述飛行監(jiān)控顯示子界面(8)，用于顯示無(wú)人機(jī)的飛行區(qū)域地圖、飛行航向、飛行空速、飛行高度和飛行經(jīng)瑋度； 所述數(shù)據(jù)分析子界面(9)，用于以圖表的形式顯示無(wú)人機(jī)飛行時(shí)數(shù)據(jù)； 其中，飛行監(jiān)控顯示子界面(8)上信息的顯示方式為: 1)界面底層加載以無(wú)人機(jī)為中心飛行區(qū)域地圖，飛行區(qū)域地圖上顯示無(wú)人機(jī)實(shí)時(shí)飛行路徑和預(yù)設(shè)的無(wú)人機(jī)飛行航線； 2)飛行區(qū)域地圖上的中心處加載以圓盤(pán)形式顯示方位的航向儀羅盤(pán)，所述航向儀羅盤(pán)的指針指向與無(wú)人機(jī)的飛行航向?qū)崟r(shí)保持一致，航向儀羅盤(pán)的指針上顯示有無(wú)人機(jī)的飛行航向數(shù)值； 3)飛行區(qū)域地圖上加載以滾動(dòng)形式顯示飛行空速的空速計(jì)，所述空速計(jì)的指針處放大顯示飛行空速的數(shù)值； 4)飛行區(qū)域地圖上加載以滾動(dòng)形式顯示飛行高度的高度計(jì)，所述高度計(jì)的指針處放大顯示飛行高度的數(shù)值； 5)飛行區(qū)域地圖上直接顯示飛行經(jīng)瑋度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種監(jiān)控?zé)o人機(jī)飛行狀態(tài)的綜合處理顯示方法，其特征在于，所述航線規(guī)劃及拍照設(shè)置子界面(7)上劃分為: 航線地圖一級(jí)界面(10)，用于加載無(wú)人機(jī)的飛行區(qū)域地圖，并在飛行區(qū)域上顯示航點(diǎn)和航線； 航拍規(guī)劃設(shè)置一級(jí)切換界面(U)，在航線規(guī)劃設(shè)置二級(jí)界面(12)、拍照設(shè)置二級(jí)界面(13)和結(jié)果輸出一■級(jí)界面(14)中切換； 所述航線規(guī)劃設(shè)置二級(jí)界面(12 )，用于設(shè)置航線規(guī)劃參數(shù)； 所述拍照設(shè)置二級(jí)界面(13)，用于設(shè)置拍照參數(shù)； 所述結(jié)果輸出二級(jí)界面(14)，用于輸出根據(jù)航線規(guī)劃參數(shù)和拍照參數(shù)得到的飛行航線數(shù)據(jù)，該飛行航線數(shù)據(jù)在航天地圖單元界面上呈現(xiàn)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種監(jiān)控?zé)o人機(jī)飛行狀態(tài)的綜合處理顯示方法，其特征在于，所述航線地圖一級(jí)界面(1)上的操作包括添加航點(diǎn)、刪除航點(diǎn)、移動(dòng)航點(diǎn)、插入航點(diǎn)、生成矩形航線、生成多邊形航線和測(cè)距。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種監(jiān)控?zé)o人機(jī)飛行狀態(tài)的綜合處理顯示方法，其特征在于，所述基本飛行狀態(tài)顯示子界面(6)顯示的飛行狀態(tài)包括:飛行時(shí)間、飛行里程、拍照數(shù)量、離家距離和電池電量。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種監(jiān)控?zé)o人機(jī)飛行狀態(tài)的綜合處理顯示方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)分析子界面(9)顯示無(wú)人機(jī)飛行時(shí)任一項(xiàng)數(shù)據(jù)與時(shí)間的曲線圖。6.—種用于實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1所述方法的監(jiān)控?zé)o人機(jī)飛行狀態(tài)的綜合處理顯示系統(tǒng)，包括中央處理主模塊(15)，以及分別連接中央處理主模塊(15)的輸入模塊和顯示模塊，所述中央處理主模塊(15)與無(wú)人機(jī)無(wú)線通信，中央處理主模塊(15)包括用于生成固定顯示欄界面(2)的固定顯示欄模塊(16)和用于生成切換顯示欄界面(3)的切換顯示欄模塊(17)，所述顯示模塊上同時(shí)顯示固定顯示欄界面(2)和切換顯示欄界面(3)，其特征在于， 所述固定顯示欄模塊(16)包括: 無(wú)人機(jī)姿態(tài)顯示單元(18)，實(shí)時(shí)接收無(wú)人機(jī)的姿態(tài)信息，并生成無(wú)人機(jī)姿態(tài)顯示子界面⑷； 基本飛行控制單元(19)，接收輸入模塊發(fā)送的控制無(wú)人機(jī)的水平航向參數(shù)、垂直高度參數(shù)和空速參數(shù)，并生成基本飛行控制子界面(5); 基本飛行狀態(tài)顯示單元(20)，實(shí)時(shí)接收無(wú)人機(jī)的飛行狀態(tài)信息，并生成基本飛行狀態(tài)顯示子界面(6); 所述無(wú)人機(jī)姿態(tài)顯示子界面(4)、基本飛行控制子界面(5)和基本飛行狀態(tài)顯示子界面(6)同時(shí)在顯示模塊對(duì)應(yīng)的固定顯示欄界面(2)上顯示； 所述切換顯示欄模塊(17)包括: 所述航拍規(guī)劃設(shè)置單元(21)，生成航線規(guī)劃及拍照設(shè)置子界面(7)，接收輸入模塊發(fā)送的航線規(guī)劃參數(shù)和拍照參數(shù)，得到并在航線規(guī)劃及拍照設(shè)置子界面(7)上顯示飛行航線數(shù)據(jù)，同時(shí)將飛行航線數(shù)據(jù)發(fā)送給無(wú)人機(jī)； 所述飛行監(jiān)控顯示單元(22)，實(shí)時(shí)接收無(wú)人機(jī)的飛行航向、飛行空速、飛行高度和飛行經(jīng)瑋度，并生成飛行監(jiān)控顯示子界面(8); 所述數(shù)據(jù)分析單元(23)，根據(jù)無(wú)人機(jī)飛行時(shí)數(shù)據(jù)生成數(shù)據(jù)分析子界面(9); 所述航線規(guī)劃及拍照設(shè)置子界面(7)、飛行監(jiān)控顯示子界面(8)和數(shù)據(jù)分析子界面(9)根據(jù)輸入模塊接收的切換指令在顯示模塊對(duì)應(yīng)的切換顯示欄界面(3)中切換顯示。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種監(jiān)控?zé)o人機(jī)飛行狀態(tài)的綜合處理顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述飛行航線數(shù)據(jù)包括逐行掃掠航路點(diǎn)、航線上的拍照間距和飛行高度，航拍規(guī)劃設(shè)置單元(21)輸出飛行航線數(shù)據(jù)的過(guò)程為: A.航拍規(guī)劃設(shè)置單元(21)接收輸入模塊發(fā)送的拍照參數(shù)，所述拍照參數(shù)包括相機(jī)參數(shù)和地面成像分辨率，航拍規(guī)劃設(shè)置單元(21)根據(jù)相機(jī)參數(shù)得到鏡頭畫(huà)幅所覆蓋的區(qū)域大小，并根據(jù)鏡頭畫(huà)幅所覆蓋的區(qū)域大小得到滿(mǎn)足地面成像分辨率的航線間距、航線上的拍照間距和飛行高度； B.航拍規(guī)劃設(shè)置單元(21)接收輸入模塊發(fā)送的航線規(guī)劃參數(shù)，所述航線規(guī)劃參數(shù)包括航線間距、起始航點(diǎn)、目的航點(diǎn)、航線走向和設(shè)定區(qū)域，航拍規(guī)劃設(shè)置單元(21)基于路線最優(yōu)少轉(zhuǎn)彎的原則，根據(jù)選定的航線間距和航線走向生成覆蓋設(shè)定區(qū)域的逐行掃掠航路點(diǎn)，所述選定的航線間距為輸入模塊直接輸入的航線間距、或者為步驟A得到的滿(mǎn)足地面成像分辨率的航線間距、或者為由起始航點(diǎn)、目的航點(diǎn)按航線走向等分后獲得的航線間距。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種監(jiān)控?zé)o人機(jī)飛行狀態(tài)的綜合處理顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述逐行掃掠航路點(diǎn)形成由多個(gè)矩形或由多個(gè)不規(guī)則多邊形構(gòu)成的飛行區(qū)域。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種監(jiān)控?zé)o人機(jī)飛行狀態(tài)的綜合處理顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述地面成像分辨率包括地面分辨率、航向重疊率和旁向重疊率，所述地面分辨率是指航攝精度，所述航向重疊率是指同一條航線上相鄰兩張照片的重疊率，所述旁向重疊率是指兩條航線之間相鄰照片的重疊率。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種監(jiān)控?zé)o人機(jī)飛行狀態(tài)的綜合處理顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述航拍規(guī)劃設(shè)置單元(21)內(nèi)預(yù)設(shè)有供用戶(hù)選擇的相機(jī)列表，所述相機(jī)列表內(nèi)包括多款相機(jī)以及對(duì)應(yīng)的拍照參數(shù)。
【文檔編號(hào)】G06F3/14GK105912288SQ201610223554
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月12日
【發(fā)明人】劉天, 劉天一, 廖澤邦
【申請(qǐng)人】上海易天無(wú)人飛行器科技有限公司