[发明专利]基于VR-Forces仿真平台的多无人机协同任务规划仿真系统

摘要

本发明公开了一种基于VR-Forces仿真平台的多无人机协同任务规划仿真系统，其特征是：多无人机协同任务规划仿真系统由n个无人机仿真子系统、一个地面控制中心仿真子系统和一个任务规划仿真场景管理子系统组成；无人机仿真子系统用于仿真多无人机的协同任务规划，并实时展示出各自无人机的状态信息；地面控制中心仿真系子统用于仿真对无人机的远程控制；任务规划仿真场景管理子系统用于创建、加载和展示任务规划仿真场景。本发明不仅能快速有效地仿真不同的多无人机协同任务规划场景，并保证各个无人机仿真实体状态信息和仿真时间的一致性，而且能以二维图像形式实时展示出任务规划仿真场景，从而提高多无人机协同任务规划系统的研发效率。

主权项

一种基于VR‑Forces仿真平台的多无人机协同任务规划仿真系统，其特征是：所述多无人机协同任务规划仿真系统由n个无人机仿真子系统、一个地面控制中心仿真子系统和一个任务规划仿真场景管理子系统组成；所述n个无人机仿真子系统、一个地面控制中心仿真子系统和一个任务规划仿真场景管理子系统各自运行在同一个局域网中的不同计算机上；所述任务规划仿真场景管理子系统通过添加和修改所述VR‑Forces仿真平台的配置文件生成无人机仿真实体、地面控制中心仿真实体和目标仿真实体；所述任务规划仿真场景管理子系统通过VR‑Forces前端加载地形数据文件创建地形环境，并在所述地形环境中添加n个无人机仿真实体、一个地面控制中心仿真实体和m个目标仿真实体以生成任务规划仿真场景，同时保存为任务规划仿真场景文件；所述任务规划仿真场景管理子系统通过VR‑Forces前端加载所述任务规划仿真场景文件，从n个无人机仿真子系统获取n个无人机仿真实体的状态信息；并发送m个目标仿真实体的状态信息和地形环境信息给所述n个无人机仿真子系统和地面控制中心仿真子系统；同时实时展示出所述任务规划仿真场景；所述无人机仿真子系统的组成包括：无人机仿真引擎模块、信息获取模块、信息融合模块、协同编队管理模块、协同任务分配模块、协同航迹规划模块、全局信息池模块和飞行控制模块；所述无人机仿真引擎模块通过VR‑Forces后端加载本地无人机仿真实体并从n‑1个远程无人机仿真子系统获取n‑1个远程无人机仿真实体的状态信息、从任务规划仿真场景管理子系统获取地形环境信息和m个目标仿真实体的状态信息以及从地面控制中心仿真子系统接收VR‑Forces远程控制命令；所述VR‑Forces远程控制命令包括编队管理命令、任务分配命令和航迹规划命令；同时发送本地无人机仿真实体的状态信息给所述n‑1个远程无人机仿真子系统、任务规划仿真场景管理子系统和地面控制中心仿真子系统；所述信息获取模块通过所述无人机仿真引擎模块获取异构信息，并将所述异构信息存入所述全局信息池模块，所述异构信息包括n个无人机仿真实体的状态信息、m个目标仿真实体的状态信息和地形环境信息；所述信息获取模块同时通过所述无人机仿真引擎模块获取所述地面控制中心仿真子系统发送的VR‑Forces远程控制命令，并将所述VR‑Forces远程控制命令存入所述全局信息池模块中的命令列表中；所述信息融合模块对所述异构信息进行信息融合获得全局态势信息后存入所述全局信息池模块；所述协同编队管理模块从所述全局信息池模块中获取所述命令列表并判断所述命令列表中是否含有所述编队管理命令，若含有编队管理命令，则所述协同编队管理模块对所述编队 管理命令进行解析获得无人机编队结构后存入所述全局信息池模块，否则，所述协同编队管理模块与所述n‑1个远程无人机仿真子系统的协同编队管理模块进行协同编队管理获得无人机编队结构后存入所述全局信息池模块；所述协同任务分配模块从所述全局信息池模块中获取所述命令列表并判断所述命令列表中是否含有所述任务分配命令，若含有任务分配命令，则所述协同任务分配模块对所述任务分配命令进行解析获得无人机任务列表后存入所述全局信息池模块，否则，所述协同任务分配模块与所述n‑1个远程无人机仿真子系统的协同任务分配模块进行协同任务分配获得无人机任务列表后存入所述全局信息池模块；所述协同航迹规划模块从所述全局信息池模块中获取所述命令列表并判断所述命令列表中是否含有所述航迹规划命令，若含有航迹规划命令，则所述协同航迹规划模块对所述航迹规划命令进行解析获得无人机航迹点列表后存入所述全局信息池模块，否则，所述协同航迹规划模块与所述n‑1个远程无人机仿真子系统的协同航迹规划模块进行协同航迹规划获得无人机航迹点列表后存入所述全局信息池模块；所述全局信息池模块用于存储所述异构信息、所述命令列表、所述全局态势信息、所述无人机编队结构、所述无人机任务列表和所述无人机航迹点列表；所述飞行控制模块将所述全局信息池模块中的无人机编队结构、无人机任务列表和所述无人机航迹点列表分别转换成VR‑Forces仿真平台中各自的无人机仿真实体飞行控制指令，并将所述各自的无人机仿真实体飞行控制指令发送给所述无人机仿真引擎模块；所述无人机仿真引擎模块控制本地无人机仿真实体执行所述无人机仿真实体飞行控制指令并更新本地无人机仿真实体的状态信息。