一种无人机地面指挥控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种无人机地面指挥控制系统，包括计算机、显示器、网络交换机、飞行操纵台、任务操纵台、链路设备、车通设备、送受话器、语音调度设备、短波电台、车载电台等主要设备。计算机与显示器相连，按照需要可以连接一台显示器或两台显示器，所有计算机及链路设备与网络交换机相连，飞行操纵台和任务操纵台与计算机相连，各送受话器通过车通设备连接至语音调度设备，短波电台、车载电台及链路设备均连接至语音调度设备。飞行操纵台用于飞行控制指令发送，任务操纵台用于任务控制指令发送，链路设备用于实现无人机上行数据发送及无人机下行数据接收。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机地面指挥控制系统
本专利技术涉及无人机指挥控制领域，更具体地说，是指一种集无人机飞行监控、任务监控、情报处理及指挥通信于一体的地面指挥控制系统。
技术介绍
地面指挥控制系统是无人机系统中的重要组成部分，是无人机系统执行任务的控制中心，也是各种指挥和通信的重要节点。常见的无人机地面指挥控制系统主要分为三种形式：固定式指挥控制所、车载式指挥控制方舱及便携式地面控制设备。其中固定式指挥控制所主要用于无人机集群控制，为空域安全及监管提供保障，不易随无人机系统进行机动；便携式地面控制设备一般只能针对无人机进行简单的飞行及任务操纵，提供基本的控制接口和规划接口，其情报处理与指挥通信功能比较薄弱。本专利技术所述地面指挥控制系统主要针对形式为车载式指挥控制方舱。车载式指挥控制方舱采用车辆作为承载平台，包含飞行监控、任务监控、链路监控、情报处理及指挥控制等多种功能，可随无人机系统机动，目前有一种实现方式为飞行监控设备及任务监控设备安装于指挥控制方舱车中，地面链路设备安装于链路控制方舱车中，情报处理设备安装于情报处理方舱车中，三个方舱车之间利用有线电缆连接进行数据交换，从而实现无人机地面指挥控制系统。该实现方法导致系统规模变得很庞大，不利于系统机动，且将无人机飞行及任务操纵人员与指挥人员进行了物理空间隔离，容易造成决策滞后及信息交换过程复杂。将各种设备集合在一个方舱中虽然保证了机动性，但容易导致设备接口多样，协议复杂，不易实现功能备份或扩展，传统的无人机车载地面指挥方舱的指挥通信手段也比较复杂，通信设备包括手持电台、车载电台、短波电台等多种通信设备，对于不同的通信对象，指挥人员需要利用分布于舱内的不同设备进行通信，没有语音调度功能，且不具备利用无人机控制链路实现对空有人机的话音双向通信接口。
技术实现思路
要解决的技术问题为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提出一种无人机地面指挥控制系统，对无人机的飞行监控、任务监控、情报处理等功能采用模块化设计，在单个控制舱中按功能需求进行布置，实现多种通信手段的调度分配，并利用测控链路实现对空话音双向传输。技术方案一种无人机地面指挥控制系统，其特征在于包括飞行监控计算机、任务监控计算机、情报处理计算机、多台显示器、网络交换机、飞行操纵台、任务操纵台、链路设备、车通设备、送受话器、语音调度设备、短波电台和车载电台；每台计算机均与显示器相连，按照需要可以连接一台显示器或两台显示器，飞行操纵台与飞行监控计算机相连，任务操纵台与任务监控计算机相连；飞行操纵台用于飞行控制指令发送，任务操纵台用于任务控制指令发送，链路设备用于实现无人机上行数据发送及无人机下行数据接收，送受话器完成语音的采集和播放功能，车通设备完成模拟语音数字化及数字语音模拟化功能，短波电台用于无人机指挥人员与上级的语音半双工通信，车载电台用于无人机指挥人员与站外手持电台的语音半双工通信；各送受话器通过车通设备连接至语音调度设备，短波电台、车载电台及链路设备均连接至语音调度设备，语音调度设备接收车通设备、短波电台、车载电台、链路设备及计算机发送的语音信息，并根据无人机指挥员意图将语音分配至对应设备进行输出或传递；链路设备、全部计算机及语音调度设备均连接至网络交换机，组成局域网。一种无人机地面指挥控制系统实现的飞行监控方法，其特征在于：链路设备将无人机遥测数据、伺服状态数据和链路状态数据发送至局域网，飞行监控计算机从局域网接收无人机遥测数据、伺服状态数据和链路监控数据，并将这些数据进行合并组帧，形成内部复合状态数据包发送至局域网；飞行监控计算机从局域网接收内部复合状态数据包并对数据进行解析量化，并将解析结果以图形化、数字化显示在与之相连的显示器上，显示的内容包括：无人机的姿态、航向、速度、高度、油量、发动机信息、机载航电设备信息、链路状态、伺服状态、地图背景下的无人机航迹、卫星定位信息、航程点信息；飞行操纵台根据人工操作生成对应的飞行控制指令数据包并通过串口发送至飞行监控计算机，飞行监控计算机根据飞行控制指令数据包的内容，按照无人机遥控帧格式进行组帧并定时通过局域网向链路设备进行发送，由链路设备通过无线方式发送至无人机；飞行监控计算机在进行遥测遥控数据处理的同时，对其进行存储操作，实现数据存储功能，从而实现飞行监控功能。一种无人机地面指挥控制系统实现的任务监控方法，其特征在于：任务监控计算机从局域网接收飞行监控计算机发送的内部复合状态数据包，对该数据包进行解析量化，并将解析结果以图形化、数字化显示在与之相连的一台显示器上，显示的内容主要包括：可见光工作模式、状态及参数回报，红外工作模式、状态及参数回报，激光工作模式、状态及参数回报、定位数据、地图背景的无人机航迹；任务监控计算机通过接收链路设备发送至局域网的任务视频数据进行图像解析，并将解析后的可见光图像和红外图像显示在与之相连的另外一台显示器上；任务操纵台根据人工操作生成对应的任务控制指令数据包并通过串口发送至任务监控计算机，任务监控计算机将该任务控制指令数据包转化为网络形式的任务控制指令数据包并发送至局域网，飞行监计算机从局域网中接收任务控制指令数据包，按照无人机遥控帧格式进行组帧并定时通过局域网向链路设备进行发送，由链路设备通过无线方式发送至无人机，从而实现任务监控功能。一种无人机地面指挥控制系统实现的情报处理方法，其特征在于：情报处理计算机接收链路设备发送至局域网的任务数据进行任务图像解析，通过对视频中的目标进行精确定位处理，生成目标位置信息并上报给上级，通过对视频进行图片抓取及标注处理，生成情报专题图并上报给上级，通过对任务数据进行转发进行视频实时上报给上级，对抓取的图像进行几何校正、去雾、增强图像处理并存储，对感兴趣的视频段进行剪辑并存储，从而实现情报处理功能。有益效果本专利技术提出的一种无人机地面指挥控制系统，具有以下3点优点：1、该系统集飞行监控、任务监控、情报处理及指挥通信多种功能于一体，既满足系统功能需求又提高了系统机动性，并能将情报产品直接呈现给指挥人员进行决策，缩短决策链；2、该系统功能采用功能模块化、接口统一化及协议开放化设计，系统可根据需要进行功能的自由组合、裁剪或扩展；3、该系统具备多元异构语音调度功能，实现了语音的集中管理与分配，并借助测控链路传输地空语音，极大延伸语音通信范围。附图说明图1设备典型连接关系示意图图2飞行监控功能典型实现图图3任务监控功能典型实现图图4情报处理功能典型实现图具体实施方式现结合实施例、附图对本专利技术作进一步描述：本专利技术所采用的技术方案为：一种无人机地面指挥控制系统，所涉系统包括计算机、显示器、网络交换机、飞行操纵台、任务操纵台、链路设备、车通设备、送受话器、语音调度设备、短波电台、车载电台等主要设备。计算机与显示器相连，按照需要可以连接一台显示器或两台显示器，所有计算机及链路设备与网络交换机相连，飞行操纵台和任务操纵台与计算机相连，各送受话器通过车通设备连接至语音调度设备，短波电台、车载电台及链路设备均连接至语音调度设备。飞行操纵台用于飞行控制指令发送，任务操纵台用于任务控制指令发送，链路设备用于实现无人机上行数据发送及无人机下行数据接收。设备典型的连接关系见图1。该系统的计算机中根据功能需要可安装的控制软件包括：实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机地面指挥控制系统，其特征在于包括飞行监控计算机、任务监控计算机、情报处理计算机、多台显示器、网络交换机、飞行操纵台、任务操纵台、链路设备、车通设备、送受话器、语音调度设备、短波电台和车载电台；每台计算机均与显示器相连，按照需要可以连接一台显示器或两台显示器，飞行操纵台与飞行监控计算机相连，任务操纵台与任务监控计算机相连；飞行操纵台用于飞行控制指令发送，任务操纵台用于任务控制指令发送，链路设备用于实现无人机上行数据发送及无人机下行数据接收，送受话器完成语音的采集和播放功能，车通设备完成模拟语音数字化及数字语音模拟化功能，短波电台用于无人机指挥人员与上级的语音半双工通信，车载电台用于无人机指挥人员与站外手持电台的语音半双工通信；各送受话器通过车通设备连接至语音调度设备，短波电台、车载电台及链路设备均连接至语音调度设备，语音调度设备接收车通设备、短波电台、车载电台、链路设备及计算机发送的语音信息，并根据无人机指挥员意图将语音分配至对应设备进行输出或传递；链路设备、全部计算机及语音调度设备均连接至网络交换机，组成局域网。

【技术特征摘要】
1.一种无人机地面指挥控制系统，其特征在于包括飞行监控计算机、任务监控计算机、情报处理计算机、多台显示器、网络交换机、飞行操纵台、任务操纵台、链路设备、车通设备、送受话器、语音调度设备、短波电台和车载电台；每台计算机均与显示器相连，按照需要可以连接一台显示器或两台显示器，飞行操纵台与飞行监控计算机相连，任务操纵台与任务监控计算机相连；飞行操纵台用于飞行控制指令发送，任务操纵台用于任务控制指令发送，链路设备用于实现无人机上行数据发送及无人机下行数据接收，送受话器完成语音的采集和播放功能，车通设备完成模拟语音数字化及数字语音模拟化功能，短波电台用于无人机指挥人员与上级的语音半双工通信，车载电台用于无人机指挥人员与站外手持电台的语音半双工通信；各送受话器通过车通设备连接至语音调度设备，短波电台、车载电台及链路设备均连接至语音调度设备，语音调度设备接收车通设备、短波电台、车载电台、链路设备及计算机发送的语音信息，并根据无人机指挥员意图将语音分配至对应设备进行输出或传递；链路设备、全部计算机及语音调度设备均连接至网络交换机，组成局域网。2.一种由权利要求1所述的无人机地面指挥控制系统实现的飞行监控方法，其特征在于：链路设备将无人机遥测数据、伺服状态数据和链路状态数据发送至局域网，飞行监控计算机从局域网接收无人机遥测数据、伺服状态数据和链路监控数据，并将这些数据进行合并组帧，形成内部复合状态数据包发送至局域网；飞行监控计算机从局域网接收内部复合状态数据包并对数据进行解析量化，并将解析结果以图形化、数字化显示在与之相连的显示器上，显示的内容包括：无人机的姿态、航向、速度、高度、油量、发动机信息、机载航电设备信息、链路状态、伺服状态、地图背景下的无人机航迹、卫星定位信息、航程点信息；飞行操纵台根据人工操作生成对应的飞行控制指令数据包并...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖佳伟，贾伟，吕慧，刘洋，冷月香，荆鹏飞，
申请(专利权)人：西安爱生技术集团公司，西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61