[發(fā)明專利]一種旋翼無人機協(xié)同控制系統(tǒng)用的半實物仿真系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010574340.0
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111736487B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林德福;郭凱陽;鄭多;唐攀;王江;李斌;范世鵬;宋韜;何紹溟
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 北京康思博達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11426
• 代理人: 范國鋒;劉冬梅

1.一種旋翼無人機協(xié)同控制系統(tǒng)用的半實物仿真系統(tǒng)，其特征在于，該半實物仿真系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)安裝平臺(1)、旋翼無人機仿真平臺(2)和視景顯示屏(3)；

所述控制系統(tǒng)安裝平臺(1)用于安裝旋翼無人機協(xié)同控制系統(tǒng)，

所述旋翼無人機協(xié)同控制系統(tǒng)根據(jù)接收到的任務(wù)指令、每個旋翼無人機當(dāng)前狀態(tài)信息和旋翼無人機探測到的信息解算出每一個旋翼無人機的制導(dǎo)指令，并分別傳遞給每個旋翼無人機，從而分別控制各個旋翼無人機工作；

所述旋翼無人機仿真平臺(2)用于模擬任務(wù)執(zhí)行過程；

所述旋翼無人機仿真平臺(2)中包括通訊仿真模塊(21)和多個旋翼無人機模型(22)，

所述通訊仿真模塊(21)還用于模擬通訊干擾，能夠按照設(shè)定規(guī)律屏蔽或者刪除部分信息，

所述旋翼無人機模型(22)包括傳感器模塊(221)、飛行控制模塊(222)、機身模塊(223)和旋翼模塊(224)；

所述視景顯示屏(3)用于實時顯示多個旋翼無人機的運動軌跡，

所述視景顯示屏(3)將每個機身模塊(223)對應(yīng)的多個位置串聯(lián)成實際的運動軌跡，將每個制導(dǎo)指令轉(zhuǎn)換的坐標(biāo)位置串聯(lián)成期望的運動軌跡，用不同的顏色或者線型同時顯示一個旋翼無人機對應(yīng)的實際的運動軌跡和期望的運動軌跡，

所述視景顯示屏(3)中存儲有各個旋翼無人機的外形尺寸信息，還能夠自動監(jiān)測各個旋翼無人機在飛行過程中彼此之間的距離，當(dāng)該距離小于旋翼無人機的外形尺寸時能夠發(fā)出報錯指令。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋翼無人機協(xié)同控制系統(tǒng)用的半實物仿真系統(tǒng)，其特征在于，

所述旋翼無人機協(xié)同控制系統(tǒng)給出的旋翼無人機的制導(dǎo)指令通過控制系統(tǒng)安裝平臺(1)和通訊仿真模塊(21)傳遞給旋翼無人機模型(22)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋翼無人機協(xié)同控制系統(tǒng)用的半實物仿真系統(tǒng)，其特征在于，

所述傳感器模塊(221)用于實時探測并輸出旋翼無人機的狀態(tài)信息，所述旋翼無人機的狀態(tài)信息包括旋翼無人機的速度信息和位置信息。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的旋翼無人機協(xié)同控制系統(tǒng)用的半實物仿真系統(tǒng)，其特征在于，

所述傳感器模塊(221)還用于模擬輸出旋翼無人機探測到的目標(biāo)信息。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的旋翼無人機協(xié)同控制系統(tǒng)用的半實物仿真系統(tǒng)，其特征在于，

所述傳感器模塊(221)還用于模擬輸出旋翼無人機探測到的障礙物位置信息。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋翼無人機協(xié)同控制系統(tǒng)用的半實物仿真系統(tǒng)，其特征在于，

所述飛行控制模塊(222)用于接收旋翼無人機制導(dǎo)指令，并根據(jù)該制導(dǎo)指令和該旋翼無人機當(dāng)前的狀態(tài)信息解算出對應(yīng)的控制命令；

所述旋翼模塊(224)根據(jù)飛行控制模塊(222)傳遞出的控制命令模擬旋翼無人機運動，使得傳感器模塊(221)實時探測獲知該旋翼無人機的狀態(tài)信息。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋翼無人機協(xié)同控制系統(tǒng)用的半實物仿真系統(tǒng)，其特征在于，

視景顯示屏(3)還能夠?qū)崟r顯示目標(biāo)的位置信息和障礙物的位置信息。

8.一種利用權(quán)利要求1-7任一所述的旋翼無人機協(xié)同控制系統(tǒng)用的半實物仿真系統(tǒng)的半實物仿真方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

步驟1，通過地面站向待測定的旋翼無人機協(xié)同控制系統(tǒng)中輸入任務(wù)指令，并將該待測定的旋翼無人機協(xié)同控制系統(tǒng)安裝在控制系統(tǒng)安裝平臺(1)上；

步驟2，通過旋翼無人機模型(22)上的傳感器模塊221輸出其探測到的旋翼無人機的狀態(tài)信息、目標(biāo)信息和障礙物位置信息；

步驟3，通過旋翼無人機協(xié)同控制系統(tǒng)解算出具體的每一個旋翼無人機的制導(dǎo)指令，并分別傳遞給每個旋翼無人機模型(22)；

步驟4，通過飛行控制模塊(222)解算控制命令，通過旋翼模塊(224)根據(jù)控制命令模擬旋翼無人機的運動狀態(tài)，由傳感器模塊(221)采集旋翼無人機的運動狀態(tài)并將之傳遞給翼無人機協(xié)同控制系統(tǒng)；

步驟5，重復(fù)步驟2、步驟3和步驟4，并由視景顯示屏(3)實時顯示各個旋翼無人機模型的制導(dǎo)指令和運動狀態(tài)；

步驟6，實時觀察視景顯示屏(3)顯示該運動軌跡，據(jù)此判斷該待測定的旋翼無人機協(xié)同控制系統(tǒng)的優(yōu)劣。