[發(fā)明專利]一種低耦合的無人機(jī)模擬訓(xùn)練方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010931691.2
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN112034736B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王念東;王維;陳蓓;岳俊;屠熙;田興
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團(tuán)公司成都飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02;G09B9/08
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

本發(fā)明屬于無人機(jī)模擬訓(xùn)練技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低耦合的無人機(jī)模擬訓(xùn)練方法及系統(tǒng)。其中，所提出的方法以數(shù)據(jù)鏈仿真分系統(tǒng)為基礎(chǔ)組建星型、易擴(kuò)展的仿真架構(gòu)，所述仿真架構(gòu)支持一站多機(jī)的模擬訓(xùn)練，并且各仿真分系統(tǒng)及子系統(tǒng)不被仿真架構(gòu)約束，時(shí)鐘獨(dú)立，只專注系統(tǒng)本身的仿真。本發(fā)明提出的系統(tǒng)中，多個(gè)無人機(jī)仿真分系統(tǒng)和地面站仿真分系統(tǒng)以數(shù)據(jù)鏈仿真分系統(tǒng)基礎(chǔ)組成了一個(gè)星型仿真架構(gòu)，無人機(jī)仿真分系統(tǒng)之間無關(guān)聯(lián)耦合；需要擴(kuò)展無人機(jī)仿真分系統(tǒng)數(shù)量，只需要通過數(shù)據(jù)鏈仿真分系統(tǒng)與地面站仿真分系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)接，同時(shí)數(shù)據(jù)鏈仿真分系統(tǒng)主、副、衛(wèi)通鏈路獨(dú)立仿真，不會(huì)形成單點(diǎn)故障；應(yīng)用前景廣闊。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無人機(jī)模擬訓(xùn)練技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低耦合的無人機(jī)模擬訓(xùn)練方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

無人機(jī)模擬訓(xùn)練是無人機(jī)操作員進(jìn)行培訓(xùn)及技能保持的重要手段之一。此前由技術(shù)限制，無人機(jī)的模擬訓(xùn)練模式常以平臺為中心，一站對單機(jī)的控制形式進(jìn)行單獨(dú)旋訓(xùn)練，隨著日趨復(fù)雜的戰(zhàn)場環(huán)境中戰(zhàn)術(shù)任務(wù)具有多重性與復(fù)雜性，單架無人作戰(zhàn)飛機(jī)幾乎無法完成指定的作戰(zhàn)任務(wù)；搭建多無人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)仿真平臺，對于縮短開發(fā)周期、降低無人機(jī)編隊(duì)實(shí)驗(yàn)成本，具有十分重要的意義。

當(dāng)前，大、中型無人機(jī)系統(tǒng)采用一站控多機(jī)模式、即一個(gè)地面站指揮控制多架無人機(jī)已經(jīng)成為了的主流配置，因此，無人機(jī)模擬訓(xùn)練需要走出以往單機(jī)模式，支持一站多機(jī)的模擬訓(xùn)練。當(dāng)前國內(nèi)外已有一些針對無人機(jī)編隊(duì)或多無人機(jī)仿真系統(tǒng)的研究，越來越多的研究機(jī)構(gòu)利用開源仿真軟件開發(fā)低成本的模擬器，以實(shí)現(xiàn)無人機(jī)飛行場景可視化及全過程顯示無人機(jī)飛行狀態(tài)，而現(xiàn)有的模擬器存在以下缺陷：需要獨(dú)立開發(fā)無人機(jī)模型和控制器模型或是引入自動(dòng)駕駛儀才能對無人機(jī)進(jìn)行自主控制，不能實(shí)現(xiàn)多個(gè)無人機(jī)協(xié)同控制仿真，多個(gè)無人機(jī)仿真分系統(tǒng)之間存在關(guān)聯(lián)耦合的情況。

發(fā)明內(nèi)容

(1)發(fā)明目的

本發(fā)明提出一種低耦合的無人機(jī)模擬訓(xùn)練方法及系統(tǒng)，以數(shù)據(jù)鏈仿真分系統(tǒng)為基礎(chǔ)組建星型、易擴(kuò)展的仿真架構(gòu)，支持一站控多機(jī)的模擬訓(xùn)練，并且各仿真分系統(tǒng)及子系統(tǒng)不被仿真架構(gòu)約束，時(shí)鐘獨(dú)立，只專注系統(tǒng)本身的仿真。

(2)發(fā)明技術(shù)解決方案

一種低耦合的無人機(jī)模擬訓(xùn)練方法，所述方法以數(shù)據(jù)鏈仿真分系統(tǒng)為基礎(chǔ)組建星型、易擴(kuò)展的仿真架構(gòu)，所述仿真架構(gòu)支持一站多機(jī)的模擬訓(xùn)練，并且各仿真分系統(tǒng)及子系統(tǒng)不被仿真架構(gòu)約束，時(shí)鐘獨(dú)立，只專注系統(tǒng)本身的仿真。

一種基于上述模擬訓(xùn)練方法的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)由無人機(jī)仿真分系統(tǒng)、地面站仿真分系統(tǒng)和數(shù)據(jù)鏈仿真分系統(tǒng)組成；所述無人機(jī)仿真分系統(tǒng)為多個(gè)，所述地面站仿真分系統(tǒng)發(fā)送上行控制指令，數(shù)據(jù)鏈仿真分系統(tǒng)識別上行控制指令，并轉(zhuǎn)發(fā)至與之對應(yīng)的無人機(jī)仿真分系統(tǒng)；無人機(jī)仿真分系統(tǒng)的系統(tǒng)狀態(tài)通過數(shù)據(jù)鏈仿真分系統(tǒng)回傳至地面站仿真分系統(tǒng)。

優(yōu)選的，任一無人機(jī)仿真分系統(tǒng)和地面站仿真分系統(tǒng)均基于獨(dú)立的以太網(wǎng)組建，數(shù)據(jù)鏈仿真分系統(tǒng)與無人機(jī)仿真分系統(tǒng)和地面站仿真分系統(tǒng)的以太網(wǎng)均聯(lián)接。

優(yōu)選的，多個(gè)無人機(jī)仿真分系統(tǒng)和地面站仿真分系統(tǒng)以數(shù)據(jù)鏈仿真分系統(tǒng)基礎(chǔ)組成了一個(gè)星型仿真架構(gòu)，支持一站控多機(jī)模擬訓(xùn)練，且無人機(jī)仿真分系統(tǒng)之間無關(guān)聯(lián)耦合。

優(yōu)選的，所述地面站仿真分系統(tǒng)由多個(gè)監(jiān)控席位仿真子系統(tǒng)組成，所述數(shù)據(jù)鏈仿真分系統(tǒng)由主、副、衛(wèi)通機(jī)載鏈路仿真子系統(tǒng)和主、副、衛(wèi)通地面鏈路仿真子系統(tǒng)組成，地面站仿真分系統(tǒng)中的鏈路監(jiān)控席仿真子系統(tǒng)對需要組網(wǎng)的機(jī)載鏈路仿真子系統(tǒng)及地面鏈路仿真子系統(tǒng)進(jìn)行賦值；賦值相同表示聯(lián)通，可以傳輸數(shù)據(jù)。

(3)積極效果

與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)為：

a)低耦合。多個(gè)無人機(jī)仿真分系統(tǒng)和地面站仿真分系統(tǒng)以數(shù)據(jù)鏈仿真分系統(tǒng)基礎(chǔ)組成了一個(gè)星型仿真架構(gòu)，無人機(jī)仿真分系統(tǒng)之間無關(guān)聯(lián)耦合；