[发明专利]一种倾转旋翼无人机地面指挥控制系统

说明书

本发明涉及倾转旋翼无人机领域，特别涉及倾转旋翼无人机地面指挥控制系统软件搭建。包括以下步骤：1)定义地面指挥控制系统软件主要功能与接口；2)设计针对倾转旋翼无人机的地面指挥控制系统布局；3)设计地面指挥控制系统导航模块；4)设计地面指挥控制系统任务模块；5)设计地面指挥控制系统倾转旋翼无人机人机交互模块；本发明能够实现倾转旋翼无人机直升机模态飞行、固定翼模态飞行、模态转换过程中的监测，无人机的航迹导航以及任务设定；有效地保障了倾转旋翼无人机任务的有效执行。

技术领域

本发明涉及倾转旋翼无人机领域，特别涉及倾转旋翼无人机地面指挥控制系统软件搭建。

背景技术

倾转旋翼无人机是一种特殊构型的无人机，将无人直升机与固定翼无人机相结合，具备独特的性能优势；由于工作环境的复杂性和不同应用场景的需求，许多创新型无人机平台不断涌现，而倾转旋翼无人机因其特殊性成为其中的重要成员；倾转旋翼机将直升机的垂直起降功能与固定翼飞机的高速巡航性能相结合，实现无人机的无机场垂直起降与长航时、长航程飞行；

同时，与无人机发展相匹配的地面控制站(GCS：Ground Control Station)将具有包括任务规划，数字地图，卫星数据链，图像处理能力在内的集控制、瞄准、通信、处理于一体的综合能力；未来地面站的功能将更为强大：不仅能控制同一型号的无人机群，还能控制不同型号无人机的联合机群；地面站系统具有开放性和兼容性，即不必进行现有系统的重新设计和更换就可以在地面控制站中通过增加新的功能模块实现功能扩展；相同的硬件和软件模块可用于不同的地面站；

地面站作为整个无人机系统的作战指挥中心，其控制内容包括：飞行器的飞行过程，飞行航迹，有效载荷的任务功能，通讯链路的正常工作，以及飞行器的发射和回收；GCS除了完成基本的飞行与任务控制功能外，同时也要求能够灵活地克服各种未知的自然与人为因素的不利影响，适应各种复杂的环境，保证全系统整体功能的成功实现。

发明内容

本发明构建一种适用于倾转旋翼无人的地面指挥控制系统，旨在解决倾转旋翼无人机飞行过程多模态飞行模式的人机交互策略；一方面，为了实现软件高重用性、可维护性，本文采用MVC的软件主框架，首先设计面向多飞行模式的接口基类作为系统控制模块，其次重构各人机交互组件作为系统视图模块，最终通过TCP传输模式实现前后端同步并行；另一方面，本文通过瓦片拼接的方式构建地图插件，实现面向倾转旋翼无人机的导航模块，借助工厂设计模式搭建面向倾转旋翼无人机的任务模块，最终通过合理布局实现各模块的统一结合，实现了具备面向倾转旋翼无人机多模态飞行模式的实时监测功能。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种倾转旋翼无人机地面指挥控制系统，包括以下实现步骤：

1)构建地面指挥控制系统的功能模块，用于人机界面的交互与显示；

2)利用线程构建地面指挥控制系统的导航模块，用于通过线程控制倾转旋翼无人机导航；

3)根据步骤1)和步骤2)实现地面指挥控制系统的与倾转旋翼无人机的交互。

步骤1)所述功能模块包括：

飞行控制模块，用于获取输入的倾转旋翼无人机的控制参数，并根据通过线程获取的倾转旋翼无人机的状态数据以及飞行中的三维视景进行显示；

任务控制模块，用于根据通过线程获取的倾转旋翼无人机的侦查图像数据以及任务数据进行显示；

信息处理模块，用于接收和转发倾转旋翼无人机的指令信息，分发遥测数据给倾转旋翼无人机。

步骤2)所述线程包括：