申请/专利权人：北京捷安申谋科技有限公司

申请日：2020-09-02

公开（公告）日：2024-04-19

公开（公告）号：CN112114668B

主分类号：G06F3/01

分类号：G06F3/01;G06F3/16;G06T19/00;G09B9/30;G09B9/48

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.19#授权;2024.04.05#著录事项变更;2024.04.05#著录事项变更;2021.01.08#实质审查的生效;2020.12.22#公开

摘要：本发明公开了一种基于数字孪生的AR单兵伴随侦察无人机系统及其侦察方法，所述系统包括：单兵侦察无人机，对战场态势进行侦察；AR显示设备，能够构建AR三维立体虚拟空间，虚实融合显示真实战场环境、人员装备和虚拟目标，对虚拟3D侦察无人机进行交互操作，能够显示AR电子沙盘，对战场态势进行显示；穿戴设备，通过数据链与单兵侦察无人机实时通信，并与AR显示设备连接；以及AR应用系统，用于将单兵侦察无人机及真实战场环境快速构建为AR三维立体虚拟空间，实现3D无人机对单个或多个真实的单兵侦察无人机的“头雁”领航功能。本发明以穿戴式的AR显示设备替代手持式无人机的操控设备，方便操控手迅速转换任务角色，使用步枪等武器进行战斗。

主权项：1.基于数字孪生的AR单兵伴随侦察无人机系统，其特征在于，包括：单兵侦察无人机，能够飞抵侦察区域，对战场态势进行侦察；AR显示设备，能够构建AR三维立体虚拟空间，虚实融合显示真实战场环境、人员装备和虚拟目标，对3D无人机进行交互操作，能够显示AR电子沙盘，对战场态势进行显示；穿戴设备，通过数据链与单兵侦察无人机实时通信，接收单兵侦察无人机的运行参数，并与AR显示设备连接；所述穿戴设备能够对操控手进行导航定位，并在AR电子沙盘上实时标绘；所述穿戴设备能够插入迷彩服的左或右臂口袋内或战术背包的侧面口袋内；所述穿戴设备包括：单兵导航定位系统，用于对操控手进行导航定位，单兵导航定位系统的数据自动定位在AR电子沙盘上，显示操控手的位置；所述操控手的位置和速度参数能够驱动真实的单兵侦察无人机伴随飞行，操控手与真实的单兵侦察无人机之间的斜距离与角度每次都在一定的范围内随机产生；数据链地面终端，实现遥控、遥测信息和侦察图像的实时通信，并通过标准接口分别与单兵导航定位系统和AR眼镜连接；所述数据链地面终端与数据链机载终端之间进行数据传输；以及电源模块，用于提供电能；AR应用系统，能够将单兵侦察无人机及真实战场环境快速构建为AR三维立体虚拟空间，实现3D无人机和真实的单兵侦察无人机“共处同一个时空”，具有虚实映射关系，能够进行支援保障任务，实现3D无人机对单个或多个真实的单兵侦察无人机的领航功能；基于数字孪生的AR单兵伴随侦察无人机系统的侦察方法，该侦察方法基于所述的基于数字孪生的AR单兵伴随侦察无人机系统进行，包括以下步骤：S1、操控手佩戴增强现实AR眼镜，登录并启动任务，根据数字地图的数据快速构建三维电子沙盘；S2、通过手势识别或语音控制设置单兵侦察无人机的位置，进行单兵侦察无人机航路规划；S3、数据链机载终端与数据链地面终端间高速传输：单兵侦察无人机的位置、姿态和速度参数，光电吊舱的可见光和红外侦察图像、瞄准分划图像，AR电子沙盘中3D无人机飞行控制系统的操控数据，以及3D无人机的伺服系统的操纵数据；S4、AR眼镜接收到数据链的真实单兵侦察无人机的位置、姿态和速度参数，同步数据驱动标绘AR电子沙盘中的3D无人机的运动，实现实时的战场态势显示；S5、AR眼镜接收到数据链的真实单兵侦察无人机的侦察及瞄准的图像，显示在AR眼镜的虚拟屏幕上，供操控手侦察目标和瞄准射击；S6、AR眼镜在观看侦察图像和瞄准分划时，侦察、甄别自动图像识别标记的可疑目标，操控瞄准分划瞄准目标；S7、操控手在虚拟空间内以手势识别操作，控制虚拟现实的3D无人机虚拟起飞、飞行侦察和降落，3D无人机的运行参数传输至单兵侦察无人机，控制单兵侦察无人机跟随3D无人机运动；操控手的头部姿态控制3D虚拟光电吊舱的转动，使3D无人机及其3D虚拟光电吊舱的运动参数驱动单兵侦察无人机运动及光电侦察。

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