一种多无人机操控信息显示系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多无人机操控信息显示系统，包括一个数据接收单元接受来自机载传感器的飞行状态数据和图像数据，并将数据分类存储到每个无人机对应的存储单元中，再由一个处理单元根据存储单元内每个无人机的飞行状态信息、地形数据库信息以及控制单元的控制选项，计算生成综合信息显示集，一个显示单元结合显示参数整体展示综合信息显示集。本发明专利技术可以综合显示多个无人机的相对位置，突出显示无人机低空飞行时与地形和地面障碍物间的相对关系，有效增强操控人员的态势感知能力，特别适用于多无人直升机集群应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无人机操控信息显示领域，具体涉及一种多无人机操控信息显示系统。
技术介绍
无人机集群作战已经成为未来无人机发展与应用领域中的必然趋势。目前，对于无人机的操控主要借助于无人机地面控制站，它通过显示无人机的飞行状态信息，进而支持操控人员对无人机的控制。传统的无人机地面控制站一般只能控制单个无人机，显示其飞行状态信息和任务信息，同时为了保证机动性与灵活性，无人机地面控制站经常以车载的形式存在。而一般情况下，车辆受限于体积、重量等因素，无法装备多套无人机系统，且多套系统的存在也有可能引发数据干扰等问题。因此，以目前的技术手段，实现多无人机集群作战任务还是要依靠多个分立的单无人机地面控制站进行操控，显然这样的方式无法为操控人员提供对整个无人机群以及战场态势的感知，也很难完成多无人机协同与控制任务。此外，对于一些无人直升机超低空集群作战任务来说，无人直升机在低空飞行时会面对复杂的环境，容易与地面障碍物发生触碰，进而引发飞行事故，影响集群控制与作战效率，而现有的无人机操控信息并不指示无人机与地形间的相对关系，无法有力的支持多无人机超低空飞行任务。
技术实现思路
针对已有技术的不足，本专利技术公开一种多无人机操控信息显示系统，它可以实时展示至多六架无人机的飞行状态信息及其机载图像传感器信息，可以综合展示所有无人机的地理位置与相对关系，同时还能够在三维虚拟地图中标识每个无人机的空间位置，用户可以通过按键调整观察视角，实现对无人机群多角度、全方位的观测，进而以可视化的方式感知无人机与地形之间的关系，尤其对于需要进行低空、超低空飞行的无人直升机群，无人直升机与地形间相对关系的展示能够有效增强操控人员的态势感知能力，实现对无人机群的有效控制。为实现上述目的，本专利技术提供一种多无人机操控信息显示系统，其特征在于:包括一个数据接收单元用于接受来自机载传感器的飞行状态数据和机载传感器的图像数据，并将数据分类存储到每个无人机对应的存储单元中；—个处理单元根据存储单元内每个无人机飞行状态信息、地形数据库信息以及控制单元的控制选项，计算生成综合信息显示集；—个显示单元结合显示参数整体展示综合信息显示集。所述的综合信息显示集包括了无人机飞行状态页面、二维电子地图页面和三维虚拟地图页面。所述的无人机飞行状态页面用于显示多架无人机的飞行状态、机载传感器图像及机械参数信息。所述的无人机飞行状态信息包括速度符号、高度符号、航向符号、当前无人机标识、风速风向信息、时间信息、经玮度信息。速度符号以速度刻度和指示符的组合展示无人机当前的飞行速度，单位为英里/小时(mi/h)，同时以数显框展示当前速度和预选速度的数字值。高度符号以高度刻度和指示符的组合展示无人机当前的飞行高度，单位为英尺(ft)，同时以数显框展示当前高度和预选高度的数字值。航向符号包括航向刻度、当前航向指示符、预选航向值、当前航向值，航向单位为度，当前航向指示符在航向刻度上方指示航向值，航向刻度的左边和右边分别以数显框显示预选航向值和当前航向值。当前无人机标识包括一个飞机符号和无人机编号。风速风向信息指示当前无人机所处环境的风速和风向，单位分别为度和米/每秒。时间信息则指示当前的时间。经玮度信息指示当前无人机的地理位置，单位为度。所述的机载传感器图像显示于无人机飞行状态页面中央，机载传感器的图像数据源自机载可见光或红外传感器，指示当前无人机前方的场景状态。所述的机械参数信息包括了:发动机扭矩信息、涡轮温度信息、油量信息、螺旋桨转速信息。发动机扭矩信息用“TQ”表示，指示发动机的扭矩数值，单位为牛顿米(Nm)。涡轮温度信息用“TT”表示，指示发动机涡轮的温度，单位为度(V)。油量信息用“FU”表示，指示无人机的油量信息，单位为公斤(Kg)。螺旋桨转速信息用“PR”表示，指示螺旋桨转速，以百分比(％)显示每分钟的转速。这四个符号均以圆形表示总量、以扇形表示当前值或已用量，在圆形两侧分别显示对应的数字值。所述的二维电子地图页面包括了二维导航地图、飞机选项信息、任务信息；所述的二维导航地图包括了无人机位置符号、目标区域符号、飞行路径符号，二维导航地图展示无人机群任务区域的地理信息。无人机位置符号指示无人机在二维导航地图上的位置，并以数字作为无人机的序号标识，目标区域符号指示无人机群的作战目标，可以是地图上的一个点或者一片范围，用圆形和十字的组合表示；飞行路径符号用虚线表示，指示无人机飞过的路径信息；所述的飞机选项信息展示当前无人机群的列表，每一项包括飞机符号、无人机编号和该无人机对应的导航频率，单位为兆赫兹(MHz);所述的任务信息，以文字的形式展示无人机的飞行任务信息，包括任务类型、飞行距离、目标情况。所述的三维虚拟地图页面包括了三维地图、飞机符号、视角控制模块；其中，三维地图是根据无人机地面站地形数据库构建的，能够以三维形式展示地形场景，并凸显无人机在地形场景中的位置与姿态；飞机符号用三维飞机模型表示，其显示位置实时指示飞机当前的实际位置；视角控制模块包括了输入框和滑动按钮，输入框用于输入观测点位置，控制观测视角，由X、Y、Z三部分值组成，观测点的X和Y值也可以直接由操控人员在二维导航地图上确定，滑动按钮则用于控制观测视角，包括朝向、俯仰和滚转，分别用H、P和R表示，用滑动按钮拖动可以实现观测视角的变化。本专利技术的优点在于:对于多无人机系统应用来说，可以综合显示多个无人机的空间位置，突出显示无人机与地形间的相对关系，同时能够实现二维地图与三维场景的对应，进而增强操控人员对无人机群的控制能力，增强操控人员的态势感知能力，以此辅助地面操控人员进行多无人机协同与控制任务。此外，本专利技术能够减小显示设备的尺寸，提高多无人机系统的机动性和灵活性。以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明:【附图说明】图1为一种多无人机操控信息显示系统的结构框图。图2为综合信息显示集的显示分布图。图3为无人机飞行状态页面中单个无人机飞行状态示意图。图4为无人机二维电子地图页面的示意图。图5为无人机三维虚拟地图页面的示意图【具体实施方式】图1给出了一种多无人机操控信息显示系统的结构框图，包括一个数据接收单元102接受来自机载传感器101的飞行状态数据和图像数据，数据接收单元102再将收到的数据分类存储到存储单元103中，其具体过程是对每个无人机个体的数据进行归类，存储在一起。再由一个处理单元106根据存储单元103中每个无人机的飞行状态信息、地形数据库104中的虚拟地形信息以及控制单元105的控制选项，计算生成综合信息显示集，最后由显示单元107整体显示综合信息显示集。机载传感器101能够检测无人机的飞行状态信息，包括速度、高度、航向、风速风向、时间、地理位置和机械参数，其中机械参数又包括了与无人机飞行相关的发动机扭矩、涡轮温度、油量、螺旋桨转速，这些信息由数据接收单元102依次接收。存储单元103是存取速度较快的存储器，进而支持数据的分类存储和快速读取。控制单元105由鼠标、键盘和多个操控手柄构成，其中鼠标和键盘用于设置三维虚拟地图的观测参数，而每个手柄则分别对应一架无人机，用于控制其飞行姿态。地形数据库104预先存储了作战区域的三维地形数据，带有单色或网格状态的纹理，能够反映地形和地物特征。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多无人机操控信息显示系统，其特征在于：包括一个数据接收单元用于接受来自机载传感器的飞行状态数据和机载传感器的图像数据，并将数据分类存储到每个无人机对应的存储单元中；一个处理单元根据存储单元内每个无人机飞行状态信息、地形数据库信息以及控制单元的控制选项，计算生成综合信息显示集；一个显示单元结合显示参数整体展示综合信息显示集。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘贵喜，张佳明，周杰，张家立，李斯，史琳婕，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61