[發明專利]一種機載無人機蜂群任務協同管理系統

在審

• 申請號: 202210793945.8
• 申請日: 2022-07-05
• 公開（公告）號: CN114995511A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 李五洲;郝文龍;王旭東;羅波;陳峻峰;張翼;畢嘉;張志遠
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍航空兵學院
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 北京科名專利代理有限公司 11468
• 代理人: 陳朝陽

本發明公開了一種機載無人機蜂群任務協同管理系統，包括機載蜂群指揮控制系統、數據鏈和蜂群無人機協同控制系統組成，其中，機載蜂群指揮控制系統包括人機交互平臺、機載任務評估系統和機載任務規劃系統，數據鏈完成機載蜂群指揮控制系統與無人機之間的通信，以及無人機與無人機的通信；機載任務評估系統處理無人機上雷達、激光或紅外各類傳感器的數據，對任務進行評估；任務規劃系統完成蜂群無人機之間協同任務決策；所述的任務規劃系統包括任務層、航路層以及控制層，本發明實現了蜂群無人機在未知環境中執行任務時出現異常狀況時的短時間內作出決策；同時實現了蜂群無人機在已知環境中執行任務時，對任務的預先分配和執行過程中的動態調整。

技術領域

本發明涉及無人機技術領域，具體為一種機載無人機蜂群任務協同管理系統。

背景技術

在直升機機載蜂群無人機的任務分配中，由于單次執行任務時投入使用的蜂群無人機規模擴大，對直升機機載指揮控制系統提出更高的要求。無人機在未知環境中執行任務時，難以預料的情況的出現要求無人機和直升機機載蜂群指揮系統在短時間內作出決策。同時，無人機在已知環境中執行任務時，對任務的預先分配和執行過程中的動態調整也對任務分配系統提出了更高的要求。建立合理的任務規劃總體構架是解決任務分配問題的前提。

針對現有技術存在的上述不足，提出本發明。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種機載無人機蜂群任務協同管理系統。

為實現本發明的發明目的，本發明提供的技術方案是一種機載無人機蜂群任務協同管理系統，用于對無人機蜂群下達任務，完成任務評估，實現多無人機間任務協調，所述的機載無人機蜂群任務協同管理系統包括機載蜂群指揮控制系統、數據鏈和蜂群無人機協同控制系統組成，其中，機載蜂群指揮控制系統包括人機交互平臺、機載任務評估系統和機載任務規劃系統，數據鏈完成機載蜂群指揮控制系統與無人機之間的通信，以及無人機與無人機的通信；機載任務評估系統處理無人機上雷達、激光或紅外各類傳感器的數據，對任務進行評估；任務規劃系統完成蜂群無人機之間協同任務決策；

其中，所述的任務規劃系統包括任務層、航路層以及控制層，

任務層進行任務評估與決策，接受任務下達指令，進行通信及任務分配；其中任務下達指令的目標信息用于根據任務協同管理系統中無人機的現有資源進行任務分配輔助決策；任務分配結果以決策或任務分配策略的形式儲存于任務隊列中；

航路層進行協調任務執行，包括航路規劃模塊，根據任務隊列中分配策略生成數字地圖中可飛航路點，控制無人機完成飛行；

控制層包括編隊控制系統、機上飛行控制系統，向各機上受控單元發送控制指令并監控其工作狀態，用于編隊協同控制和單無人機控制，長機控制依據可飛航路點和發送指令控制無人機舵面、油門等完成飛行動作，使其按規劃航路飛行，跟隨無人機通過編隊控制器完成無人機的飛行。

本發明提供的進一步的技術方案是，所述的任務層的協同任務分配流程為，任務下達后，全體無人機根據目標信息進行搜索；發現目標后，任務協同管理系統對目標進行評估；確認目標后，將對目標執行的任務分解為可由無人機蜂群執行的任務隊列；任務分配過程將任務隊列中的任務分配至每一無人機執行；進行損傷評估，在確認目標成功后，等待執行新的任務；否則，對目標進行再次威脅評估和任務分配。

本發明提供的進一步優選的技術方案是，所述的航路層具體流程為，依據任務層下達的任務分配策略，獲取無人機狀態信息后，利用數字地圖生成無人機蜂群的可飛航路，再根據編隊協同控制，優化航路后得到蜂群的可飛航路點隊列。

本發明提供的另外的技術方案是，進一步優選的技術方案是：所述的控制層具體流程為，控制層依據狀態信息將可飛航路點隊列分解為一系列飛行動作，依據動作產生連續時間指令控制無人機飛行控制系統完成飛行。

本發明的有益效果包括：