借助虚拟现实的无人机机械臂空中作业系统及其控制方法

摘要

本发明公开了一种借助虚拟现实的无人机机械臂空中作业系统及其控制方法，该系统由无人机部分和地面站部分组成；所述无人机部分包括三轴自稳云台、摄像头、无人机图传模块、无人机数传模块、机械臂、机载计算机；所述地面站部分包括虚拟现实眼镜、地面站数传模块、地面站图传模块、机械臂操作模块、地面站计算机；本发明通过佩戴安装有头部姿态测量模块的虚拟现实眼镜，操作者可通过头部运动控制无人机上的摄像头视野，从而使得操作员可以专注于控制无人机机械臂，极大地提高物体抓取精度和速度。

主权项

一种借助虚拟现实的无人机机械臂空中作业系统，其特征在于，它由无人机部分和地面站部分组成；其中，所述无人机部分包括三轴自稳云台、摄像头、无人机图传模块、无人机数传模块、机械臂、机载计算机；所述地面站部分包括虚拟现实眼镜、地面站数传模块、地面站图传模块、机械臂操作模块、地面站计算机。所述摄像头固定于三轴自稳云台末端，用于采集机械臂运动环境图像，并将图像信息发送给无人机图传模块；所述三轴自稳云台用于维持摄像头指向稳定；所述无人机图传模块接收摄像头发送的图像信息，并将图像信息发送给地面站图传模块；所述地面站图传模块将接收到的视频信息发送给地面站计算机；所述虚拟现实眼镜包含视频显示器和头部姿态测量模块；所述头部姿态测量模块包括加速度计、陀螺仪和磁力计，用于实时测量头部姿态信息，并将头部姿态信息发送给地面站计算机，地面站计算机将头部姿态信息传递给地面站数传模块；所述机械臂操作模块发送机械臂操作指令给地面站计算机，地面站计算机将机械臂操作指令解算为机械臂控制指令，并将机械臂控制指令发送给地面站数传模块；所述地面站数传模块将接收到的头部姿态信息与机械臂控制指令发送给无人机数传模块；所述无人机数传模块将接收到的头部姿态信息与机械臂控制指令发送给机载计算机；所述机载计算机将接收到的头部姿态信息解算为三轴自稳云台的云台控制指令，并将云台控制指令发送给三轴自稳云台，从而改变三轴自稳云台的姿态，机载计算机将接收到的机械臂控制指令发送给机械臂，改变机械臂的姿态；所述地面站计算机将接收到的视频信息发送给视频显示器进行实时显示。