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申请/专利权人：中国兵器装备集团自动化研究所有限公司

摘要：本发明公开了一种无人机可穿戴操控装置及无人机系统，该装置通过视频式虚拟现实头戴显示器与无人平台系统的有机结合，降低了携带显示中台的重量，解决了视频云台操作手在强烈阳光下看不清显示中台或智能手机平板终端图传画面的问题。为无人机操控者提供了高空俯瞰的独特观感，提供了更为多元、沉浸式的用户体验。同时，利用语音交互，可完成无人机自主起飞、降落指定地点、定速程控飞行、环绕锁定的目标飞行、视频录制、照片拍摄等基础任务。另外，利用操控手柄接口，仅需简单的培训即可尝试利用无人机平台进行更为精准的物资配送，对无人机在物流领域的应用起到促进作用。

主权项：1.一种无人机可穿戴操控装置，其特征在于，包括：虚拟头带显示单元，所述虚拟头带显示单元包括头部装具，所述头部装具与头部额头相对位置处设置有显控眼镜以及天线组件，所述头部装具与头部后脑相对位置处设置有电池仓以及计算模块；所述显控眼镜包括2块视场角85°、单眼1920×1080分辨率的显示屏以及可实现56-72毫米范围瞳距调节的瞳距调节旋钮；所述计算模块分别与所述显控眼镜以及所述天线组件可通信相连；所述天线组件用于实现与待操控无人机实现数据交互；所述计算模块用于执行以下操作：对接收到的所述待操控无人机回传的视频数据以及无人机多元传感器信息进行处理，以便在所述显控眼镜上完成叠加显示；接收控制手柄发送的飞行姿态操控数据；所述飞行姿态操控数据包括水平、俯仰方向物理限位角度内的操控数据；将所述飞行姿态操控数据解析为所述待操控无人机的第一操控指令；将所述第一操控指令发送至所述待操控无人机，以便所述待操控无人机执行所述第一操控指令;所述显控眼镜包括眼动跟踪传感器与红外灯；所述红外灯用于给眼部区域提供照明，辅助完成瞳孔特征提取，所述计算模块还用于执行以下操作：接收所述眼动跟踪传感器获取到的用户的眼动跟踪数据并执行眼动追踪算法，将所述眼动跟踪数据解析为用户关注的视频位置点，并产生所述待操控无人机的第二操控指令；将所述第二操控指令发送至所述待操控无人机，以便所述待操控无人机执行所述第二操控指令将所述关注的视频目标位置进行框选锁定;所述眼动追踪算法包括基础校准模块、瞳孔特征提取模块、凝视估计模块以及空间变换与场景理解模块；所述基础校准模块用于结合已知的屏幕标定点位置坐标构建出视线映射函数从而计算出人眼的注视点；所述瞳孔特征提取模块用于从所述眼动跟踪传感器采集的图像中提取眼动图像特征；所述凝视估计模块用于利用所述眼动图像特征，结合基于二维映射平面的凝视估计算法，通过向量拟合计算获得人眼视线凝视点；所述空间变换与场景理解模块用于将所述凝视点位置解析为所述显控眼镜显示屏上的空间位置，绘制眼动轨迹并将关注的视频目标位置进行框选锁定;所述瞳孔特征提取模块采用如下方法对瞳孔椭圆轮廓进行筛选判定：确定其中一轮廓的点数小于5时，丢弃这条轮廓；确定其中一轮廓拟合出的椭圆直径超出0.07至0.29范围时，丢弃这条轮廓；利用不同轮廓的曲率信息，解算出轮廓的最小外接矩形短边与长边之比，当所计算的其中一轮廓的曲率小于预设曲率时，丢弃这条轮廓；利用最小二乘法对剩下的每条轮廓进行椭圆拟合，当所拟合出的椭圆中心不在图像之内，丢弃这条轮廓；将拟合出的椭圆的长轴与短轴断点相连，形成一个四边形，当轮廓中所有点的像素坐标求均值后，得到的点在四边形之外时，丢弃这条轮廓;所述瞳孔特征提取模块采用如下方法对普尔钦斑进行筛选判定：在轮廓中随机选取5个点，利用最小二乘的方法拟合椭圆；对于轮廓中的每个点，分别计算误差值，符合条件的纳入内点集合；对于内点集合，计算评估函数值，超过所记录的最大值则更新椭圆方程；重复前三个步骤若干次，得到最终的椭圆曲线，并计算获得瞳孔中心、普尔钦斑中心。

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