[发明专利]一种基于实物机载设备的无人机集群飞行仿真系统

说明书

本发明公开一种基于实物机载设备的无人机集群飞行仿真系统，包括集群仿真模块、集群地面控制模块和组网链路，集群仿真模块，用于无人机集群的仿真模拟；集群地面控制模块，用于显示所述无人机集群的飞行状态、控制无人机集群的群发群飞群控；组网链路，用于连接集群仿真模块和集群地面控制模块。集群仿真模块通过组网链路与集群地面控制模块进行信息交互。采用实物的飞行控制设备、协同控制设备、组网链路和集群地面控制设备，不仅能够对协同算法进行验证，而且能够有效的验证无人机集群系统的功能、性能，为无人机集群的研制、协同技术的验证、测试提供了通用的技术手段，加快了集群技术验证的进度，同时减小了集群技术验证的成本。

技术领域

本发明涉及无人机集群仿真领域，特别是涉及一种基于实物机载设备的无人机集群飞行仿真系统。

背景技术

随着无人机单机系统技术趋于成熟，无人机系统从单机研制向集群系统研制发展。相比无人机单机系统，无人机集群系统的作战任务、系统组成、功能、使用流程、故障类型等更复杂。由于无人机集群系统的复杂性和极高的造价，尤其对于大规模无人机集群系统，开展实飞试验的技术风险和经济成本都很高，因此，在无人机集群系统进入实飞试验前，应尽可能对无人机集群系统的功能、性能、使用流程和可能存在的各种故障进行测试。

目前对于无人机集群系统的测试，常用的方式有两种：一种是使用几架小航模组成小集群，进行小规模的试飞验证。这类的小规模模型试飞验证方式仅能验证部分操作流程和集群功能，并不能对无人机集群系统的全流程和全功能进行测试。小规模集群的起飞、检测、回收等和大规模蜂群有很大差别，如：小规模集群可通过依次发送起飞指令控制起飞，大规模集群应该采用一键式密集起飞。此外，小航模多采用电池作为动力，航时短、速度小，不便于对集群的协同编队、任务分配等功能进行验证。另一种是全数字仿真，即仿真系统完全是软件模拟，运行在普通计算机中，并没有运行在实际设备中。全数字仿真系统不能对设备间通信的延时、通信周期差异、无线链路干扰等因素进行仿真，因此无法测试这些因素对系统的影响。

因此，亟需构建一套基于实物的无人机集群飞行仿真系统，用于对无人机集群进行功能、性能和操作流程进行测试。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于实物机载设备的无人机集群飞行仿真系统，以解决上述现有技术存在的问题。系统中采用实物设备：飞行控制设备、协同控制设备、组网链路和集群地面控制设备，不仅能够对协同算法进行验证，而且能够有效的验证无人机集群系统的功能、性能，为无人机集群的研制、协同技术的验证、测试提供通用的技术手段，加快了集群技术验证的进度，同时减小了集群技术验证的成本。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种基于实物机载设备的无人机集群飞行仿真系统，包括集群仿真模块、集群地面控制模块和组网链路，

所述集群仿真模块，用于无人机集群的仿真模拟；

所述集群地面控制模块，用于显示所述无人机集群的飞行状态、控制无人机集群的群发群飞群控；

所述组网链路，用于连接所述集群仿真模块和所述集群地面控制模块；

所述集群仿真模块通过所述组网链路与所述集群地面控制模块进行信息交互。

优选地，所述集群仿真模块包括无人机仿真设备、飞行控制设备和协同控制设备，所述无人机仿真设备、所述飞行控制设备、所述协同控制设备依次连接。

优选地，所述无人机仿真设备包括数字无人机单元、无人机飞行信息单元和通信单元，所述数字无人机单元采用无人机非线性6自由度数学模型，模拟多种无人机；所述无人机飞行信息单元用于生成飞机的运动位置、姿态和飞行状态；所述数字无人机单元与所述无人机飞行信息单元连接，所述无人机飞行信息单元通过所述通信单元与所述飞行控制设备连接。

优选地，所述飞行控制设备集成设置有运算单元、传感器模块、通信接口、PWM输入和输出接口、AD转换模块。