一种用于无人机机载信息处理与组织传输的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于无人机机载信息处理与组织传输的方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)采用末端带宽约束的方式，作为各类数据的分时传输、数据压缩处理提供依据，同时对数据压缩处理提供输入(2)采用H.264、JPEG2000混合压缩的方式，为不同数据类型采取合理的压缩方式进行处理；(3)信息内部处理传输过程中采用反馈机制，动态调整数据流量；(4)采用信息分解的方式，在数据传输过程中将数据分解为基元传输；(5)利用分时传输方式，按照带宽分配的策略，将各类数据分时利用链路进行传输。本发明专利技术公开的这种信息处理与组织方法通过末端带宽约束、数据混合压缩、反馈机制、信息分解、分时传输等手段，可以有效提高无人机与地面站之间信息传输的实时性与高效性。

A Method for UAV Airborne Information Processing and Organization Transmission

【技术实现步骤摘要】
一种用于无人机机载信息处理与组织传输的方法所属领域本专利技术涉及一种在无线数据传输领域、无人机航电领域中信息处理与组织传输的方法。
技术介绍
随着时代发展，无人机在各个领域尤其在军用领域中扮演着越来越重要的角色，在执行情报侦察监视与打击等作战活动中有着天然的优势。无人机执行任务的关键在于先进的任务载荷，因为这些任务载荷能实时传送业务信息，以使作战人员能更好地了解战场状况，但分析当前无人机机载设备现状，也很容易看到发展不均衡的现象：无人机平台能搭载的任务载荷越来越多，例如可见光CCD相机、多(高、超)光谱相机、红外相机、光电侦察瞄准设备、合成孔径雷达(SAR)等，探测精细度也越来越高，产生的数据量也越来越大；然而当前无线传输主要为卫通链路和视距链路，受制于卫星资源有限、地形遮挡等因素，在实际应用中仍大量使用较小的传输带宽，导致任务载荷探测到的数据在往地面传输时遇到了“瓶颈”，如何解决这一矛盾，将多任务载荷探测到的信息能实时、高质量的传递到地面站，是目前很多型号项目中面临的问题。传统使用中采用固定压缩比、单一压缩算法、大数据帧传输等方式无法获得较好的传输实时性和数据质量，且数据传输过程中存在溢出现象，很难满足无人机航电任务系统中数据处理以及地面使用的要求。
技术实现思路
专利技术目的本专利技术的目的在于针对现有卫通无线传输带宽不能满足无人机机载任务信息实时、高效传输的问题，提出一种适用于无人机航电任务领域的信息处理与组织传输的方法。本专利技术公开的这种信息处理与组织方法通过末端带宽约束、数据混合压缩、反馈机制、信息分解、分时传输等手段，可以有效提高无人机与地面站之间信息传输的实时性与高效性。本专利技术目的在于针对现有技术的不足，一种适用于无人机航电任务领域的信息处理与组织传输的方法。技术方案本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种用于无人机机载信息处理与组织传输的方法，无人机系统搭建，建立任务载荷与信息处理单元、卫通链路的连接；其中任务载荷包括SAR雷达、光电设备、电子侦察设备，该部分为信息源；信息处理单元，该部分完成信息采集、处理、组织及传输；卫通链路为无线传输设备；具体无人机机载信息处理与组织传输包括如下步骤：(1)采用末端带宽约束的方式，作为各类数据的分时传输、数据压缩处理提供依据，同时对数据压缩处理提供输入；(2)采用H.264、JPEG2000混合压缩的方式，为不同数据类型采取合理的压缩方式进行处理；(3)信息内部处理传输过程中采用反馈机制，动态调整数据流量；(4)采用信息分解的方式，在数据传输过程中将数据分解为基元传输；(5)利用分时传输方式，按照带宽分配的策略，将各类数据分时利用链路进行传输。优选地，所述采用末端带宽约束的方式，信息处理单元对接收到的信息进行末端带宽固定频率约束输出的具体步骤如下：设定卫通无线传输带宽以及任务载荷发送的数据，给每种需要处理传输的数据都分配一个输出带宽，以该输出带宽调整压缩率及输出的频率，存在以下关系：其中Mk表示分配给第k种数据的带宽值，A表示链路带宽值，对于不可压缩数据，分配的带宽应该不小于其原始大小。优选地，信息处理单元分为数据组织模块和压缩处理模块，其中，压缩处理模块根据各数据分配带宽，对输入的数据进行压缩处理，实现压缩处理模块输出每种数据的数据量为分配的带宽值，以帧为单位传递给数据组织模块；数据组织模块收到一帧数据后，将数据发送至卫通链路。优选地，采用H.264、JPEG2000混合压缩的方式，为不同数据类型进行处理的具体方法如下：对于视频类的数据利用H.264算法进行压缩；对于图像类数据采用JPEG2000算法进行压缩处理。信息内部处理传输过程中采用反馈机制，动态调整数据流量；优选地，信息内部处理传输过程中采用反馈机制，动态调整数据流量的具体步骤如下：在对压缩处理模块后的缓冲区增加了一个反馈信号，当由于视景变化原因导致压缩后的数据量过设定值时，数据组织模块就无法及时取走缓冲区内的数据，这样就可以设定高低门限值，当缓冲区内的数据量超过高门限值时，即触发反馈信号，压缩处理模块收到反馈信号时即调整压缩参数；如果缓冲区内的数据量低于低门限值时，压缩处理模块即按照基准压缩参数进行工作。优选地，采用信息分解的具体方式如下：设置一发送基数，实际发送时通过分配的带宽计算出各数据的比例关系，再以发送基数的倍数进行发送。优选地，利用分时传输方式的具体步骤如下，按照带宽分配的策略，将各类数据分时利用链路进行传输；其中，压缩处理模块根据各数据分配带宽，对输入的数据进行压缩处理，实现压缩处理模块输出每种数据的数据量为分配的带宽值，以帧为单位传递给数据组织模块；数据组织模块收到一帧数据后，以发送基数为单位，切分成多个数据包，按照带宽比例发送各类数据，在信息处理单元内部就可以实现流畅地数据处理及传输过程。优选地，数据组织模块中，发送缓存以固定码率向外发送数据，数据组织模块按照带宽分配的比例循环向发送缓存写数据，当发送缓存数据满后即暂停写操作；缓存有空闲恢复写操作。专利技术效果使用本专利提出的无人机机载信息处理与组织传输的方法，首先，基于末端带宽约束的方式对各类数据的分时传输、数据压缩处理提供了依据，提高了无线带宽利用率、同时对数据压缩处理提供了输入；然后，采用H.264、JPEG2000混合压缩的方式，为不同数据类型采取不同的压缩方式，从整体上提升了数据处理的有效性；同时，信息内部处理过程中采用的反馈机制能有效避免数据压缩生成的数据超带宽的问题，解决无线传输数据溢出导致的丢数据问题；另外，采用信息分解的方式，在数据传输过程中将数据分解为基元，以基元方式传输能有效提升传输的实时性；最后利用分时传输方式，按照带宽分配的策略，将各类数据分时利用链路进行传输，实现并行传输的效果。该使用方法对无人机机载信息的传输、无人机地面站信息使用、情报获取等带来巨大的使用价值。附图说明图1为系统连接图。图2为信息处理单元外部接口数据示意图。图3为信息处理单元内部原理图。图4为数据压缩处理逻辑判断图。图5为反馈机制原理图。图6为数据组织传输原理图。图7为2M链路带宽下的并行数据处理、传输效果图。具体实现方式下面结合附图对本专利技术进行详细说明：(1)系统搭建，将任务载荷、信息处理单元、卫通链路连接(如图1)。其中任务载荷包括SAR雷达、光电设备、电子侦察设备，该部分为信息源；信息处理单元，该部分完成信息采集、处理、组织及传输；卫通链路为无线传输设备。(2)一种用于无人机机载信息处理与组织传输的方法，具体包括以下步骤：(3)采用末端带宽约束的方式，作为各类数据的分时传输、数据压缩处理提供了依据，同时对数据压缩处理提供了输入；信息处理单元对外接口如图2所示。设定卫通无线传输带宽以及任务载荷发送的数据，给每种需要处理传输的数据都分配一个输出带宽，以该输出带宽调整压缩率及输出的频率。存在以下关系：其中Mk表示分配给第k种数据的带宽值，A表示链路带宽值。需要注意的是，对于不可压缩数据，分配的带宽应该不小于其原始大小。基于该处理方式，将信息处理单元分为数据组织模块和压缩处理模块，如图3所示，其中，压缩处理模块根据“各数据分配带宽”对输入的数据进行压缩处理，实现压缩处理模块输出每种数据的数据量为分配的带宽值，以帧为单位传递给数据组织模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于无人机机载信息处理与组织传输的方法，其特征在于：无人机系统搭建，建立任务载荷与信息处理单元、卫通链路的连接；其中任务载荷包括SAR雷达、光电设备、电子侦察设备，该部分为信息源；信息处理单元，该部分完成信息采集、处理、组织及传输；卫通链路为无线传输设备；具体无人机机载信息处理与组织传输包括如下步骤：(1)采用末端带宽约束的方式，作为各类数据的分时传输、数据压缩处理提供依据，同时对数据压缩处理提供输入；(2)采用H.264、JPEG2000混合压缩的方式，为不同数据类型采取合理的压缩方式进行处理；(3)信息内部处理传输过程中采用反馈机制，动态调整数据流量；(4)采用信息分解的方式，在数据传输过程中将数据分解为基元传输；(5)利用分时传输方式，按照带宽分配的策略，将各类数据分时利用链路进行传输。

【技术特征摘要】
1.一种用于无人机机载信息处理与组织传输的方法，其特征在于：无人机系统搭建，建立任务载荷与信息处理单元、卫通链路的连接；其中任务载荷包括SAR雷达、光电设备、电子侦察设备，该部分为信息源；信息处理单元，该部分完成信息采集、处理、组织及传输；卫通链路为无线传输设备；具体无人机机载信息处理与组织传输包括如下步骤：(1)采用末端带宽约束的方式，作为各类数据的分时传输、数据压缩处理提供依据，同时对数据压缩处理提供输入；(2)采用H.264、JPEG2000混合压缩的方式，为不同数据类型采取合理的压缩方式进行处理；(3)信息内部处理传输过程中采用反馈机制，动态调整数据流量；(4)采用信息分解的方式，在数据传输过程中将数据分解为基元传输；(5)利用分时传输方式，按照带宽分配的策略，将各类数据分时利用链路进行传输。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述采用末端带宽约束的方式，信息处理单元对接收到的信息进行末端带宽固定频率约束输出的具体步骤如下：设定卫通无线传输带宽以及任务载荷发送的数据，给每种需要处理传输的数据都分配一个输出带宽，以该输出带宽调整压缩率及输出的频率，存在以下关系：其中Mk表示分配给第k种数据的带宽值，A表示链路带宽值，对于不可压缩数据，分配的带宽应该不小于其原始大小。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：信息处理单元分为数据组织模块和压缩处理模块，其中，压缩处理模块根据各数据分配带宽，对输入的数据进行压缩处理，实现压缩处理模块输出每种数据的数据量为分配的带宽值，以帧为单位传递给数据组织模块；数据组织模块收到一帧数据后，将数据发送至卫通链路。4.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟保磊，张堃，王文豪，王夕臣，刘健，罗鹏，于乐，李熠，胡盛华，庞海龙，
申请(专利权)人：中国航空无线电电子研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31