[發(fā)明專利]一種基于分時(shí)復(fù)用的群無人機(jī)內(nèi)通信行為控制平臺(tái)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011284987.6
• 申請(qǐng)日: 2020-11-17
• 公開（公告）號(hào): CN112394649B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王雷鋼;李志鵬;吳曉朝;戴幻堯;王建路;周波;孔德培;石川;孫丹輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍63892部隊(duì)
• 主分類號(hào): G05B17/02
• 分類號(hào): G05B17/02
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務(wù)所(普通合伙) 41112
• 代理人: 林志堅(jiān)

本發(fā)明公開一種基于分時(shí)復(fù)用的群無人機(jī)內(nèi)通信行為控制平臺(tái)，其與仿真試驗(yàn)控制系統(tǒng)通過以太網(wǎng)連接，與被試的一架主無人機(jī)、一架從無人機(jī)通過無線方式連接；包括位姿推算模塊、調(diào)度模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和無線通信模塊，位姿推算模塊初始化多無人機(jī)的初始狀態(tài)，并行推算一個(gè)周期內(nèi)所有無人機(jī)的位置和姿態(tài)；調(diào)度模塊調(diào)用待模擬對(duì)象的姿態(tài)和位置數(shù)據(jù)，傳輸至數(shù)據(jù)處理模塊處理，以及指令無線通信模塊向從無人機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)出主無人機(jī)的信息包；數(shù)據(jù)處理模塊用于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；無線通信模塊用于接收、解析、轉(zhuǎn)發(fā)主無人機(jī)、從無人機(jī)的數(shù)據(jù)信息，以及負(fù)責(zé)控制平臺(tái)與從無人機(jī)間的信息收發(fā)。本發(fā)明降低了對(duì)無人機(jī)內(nèi)部軟硬件建模的成本，提高了試驗(yàn)效率和可信度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于仿真試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于分時(shí)復(fù)用的群無人機(jī)內(nèi)通信行為控制平臺(tái)。

背景技術(shù)

群無人機(jī)系統(tǒng)作為一種新興的作戰(zhàn)力量，具備可生存性更強(qiáng)、可擴(kuò)展性更高、完成任務(wù)更快等優(yōu)勢(shì)，為實(shí)現(xiàn)軍事目標(biāo)提供了新的手段。不同于一般的單體電子信息系統(tǒng)，群系統(tǒng)更強(qiáng)調(diào)個(gè)體之間的協(xié)作，其群體性能不僅受制于個(gè)體能力，還受制于群內(nèi)的通信情況。因此，在對(duì)群系統(tǒng)考核評(píng)估時(shí)，需要客觀地構(gòu)建群內(nèi)通信關(guān)系。

相比單體電子信息裝備，群系統(tǒng)個(gè)體在信息交互方面具有自身的特點(diǎn)。常規(guī)的電子信息裝備在使用中，往往是基于人在回路，依靠人操作單體裝備來獲取和發(fā)送信息。相應(yīng)地，在對(duì)該類裝備進(jìn)行仿真試驗(yàn)時(shí)，可以通過人工參與，也可以依靠規(guī)則模型等來控制各裝備實(shí)體(或模型)之間信息傳遞。而群系統(tǒng)內(nèi)個(gè)體的交互往往表現(xiàn)為一種自主行為(而非指令)，因此，相比普通多電子信息裝備之間信息交互，群內(nèi)更復(fù)雜。另外，群系統(tǒng)存在單體裝備數(shù)量多、個(gè)體開放程度(指軟硬件測(cè)試接口)有限等特點(diǎn)，這使得如何將其合理、高效地接入仿真試驗(yàn)系統(tǒng)，并在試驗(yàn)中對(duì)其通信行為控制變得更復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中無人機(jī)制導(dǎo)、天線接收處理、傳感系統(tǒng)等建模帶來的逼真度問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于分時(shí)復(fù)用的群無人機(jī)內(nèi)通信行為控制平臺(tái)，其采用分時(shí)復(fù)用的設(shè)計(jì)思路，充分利用無人機(jī)內(nèi)置的制導(dǎo)控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)及感知系統(tǒng)，只需少量無人機(jī)接入仿真試驗(yàn)系統(tǒng)，并采用合理的控制策略，實(shí)現(xiàn)了群內(nèi)通信行為的模擬，同時(shí)避免多無人機(jī)接入仿真試驗(yàn)系統(tǒng)所帶來的硬件繁雜、控制復(fù)雜等問題。

本發(fā)明基于分時(shí)復(fù)用的群無人機(jī)內(nèi)通信行為控制平臺(tái)，其適應(yīng)于對(duì)一架主無人機(jī)、多架從無人機(jī)的主-從結(jié)構(gòu)群無人機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行考核試驗(yàn)，試驗(yàn)中在仿真試驗(yàn)控制系統(tǒng)的控制下工作；上述的主-從結(jié)構(gòu)群無人機(jī)系統(tǒng)中，主無人機(jī)用于處理信息，從無人機(jī)用于獲取信息。采用一架從無人機(jī)通過分時(shí)復(fù)用的方法模擬實(shí)現(xiàn)無人機(jī)群內(nèi)通信，即，將一架主無人機(jī)、一架從無人機(jī)以無線的方式接入控制平臺(tái)，且上述從無人機(jī)安裝于轉(zhuǎn)臺(tái)上，控制平臺(tái)在不同時(shí)刻賦予此從無人機(jī)不同身份，生成該身份從無人機(jī)的位姿并交由試驗(yàn)系統(tǒng)模擬，從無人機(jī)基于模擬的姿態(tài)感知環(huán)境狀態(tài)，根據(jù)自身內(nèi)部軟硬件處理系統(tǒng)，產(chǎn)生信息并決定是否向主無人機(jī)發(fā)送。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于分時(shí)復(fù)用的群無人機(jī)內(nèi)通信行為控制平臺(tái)，其與仿真試驗(yàn)控制系統(tǒng)通過以太網(wǎng)連接，與被試的一架主無人機(jī)、一架從無人機(jī)通過無線方式連接；包括位姿推算模塊、調(diào)度模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和無線通信模塊，其中，

所述位姿推算模塊，與調(diào)度模塊連接，根據(jù)試驗(yàn)預(yù)案初始化多無人機(jī)的初始狀態(tài)，之后按照一定周期節(jié)拍，利用無人機(jī)的運(yùn)動(dòng)模型并行推算一個(gè)周期內(nèi)所有無人機(jī)的位置和姿態(tài)，上述的一個(gè)周期對(duì)應(yīng)于一個(gè)仿真時(shí)間步；

所述調(diào)度模塊，根據(jù)試驗(yàn)預(yù)案或?qū)嶋H要求，指定模擬順序，調(diào)用待模擬對(duì)象的姿態(tài)和位置數(shù)據(jù)，并傳輸至數(shù)據(jù)處理模塊處理；調(diào)度模塊指令無線通信模塊向參試從無人機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)出主無人機(jī)的信息包；