一种对等无人机控制系统技术方案

本发明专利技术提供一种对等无人机任务控制及保障系统，包括无人机、卫星通信、机上计算机、任务设备、任务控制工作站以及任务数据保障工作站；上述各部件之间的连接关系为：无人机与卫星通信系统及任务设备分别相连，无人机通过卫星通信和任务控制及保障中心分别相连，任务数据保障工作站与任务控制工作站相连。本发明专利技术无人机利用卫星通信与任务控制及保障中心相连，使得无人机执行任务不受地面保障中心的位置限制，从而实现无人机可在全球范围内部署，因此本发明专利技术可实现无人机在全球范围内执行任务，在广域范围部署，任务控制及保障中心可任务迁移。

A Peer-to-Peer UAV Control System

【技术实现步骤摘要】
一种对等无人机控制系统
本专利技术属于无人机
，具体涉及一种对等无人机任务控制及保障系统。
技术介绍
无人机目前的情况是，高空、高速、中远程、长航时、大载荷等类型的无人机主要应用于军事领域，目前均为集中控制实现任务；从民用来看，航空遥感、灾情监报、矿藏勘探、数字中国建设等需要大批量地使用无人机，目前基本上使用消费级无人机，单机控制实现任务。如图1所示，在该种环境使用中，存在以下问题：1）从系统构成来看，无人机执行任务受地面控制站的位置影响，任务半径不是很大，不能将无人机的性能完全发挥。2）单机实现任务的系统，数据均存储在本机或地面控制站，一旦出现数据可能丢失，是整个任务失败。3）人工成本投入较大。
技术实现思路
本专利技术提供一种对等无人机任务控制及保障系统，该系统可实现远距离执行任务，并将任务数据存储在互联网上，任务控制及保障中心可任务迁移。实现本专利技术的技术方案如下：一种对等无人机任务控制及保障系统，包括无人机、卫星通信、机上计算机、任务设备、任务控制工作站以及任务数据保障工作站；上述各部件之间的连接关系为：无人机与卫星通信系统及任务设备分别相连，无人机通过卫星通信和任务控制及保障中心分别相连，任务数据保障工作站与任务控制工作站相连。本专利技术无人机利用卫星通信与任务控制及保障中心相连，使得无人机执行任务不受地面保障中心的位置限制，从而实现无人机可在全球范围内部署，因此本专利技术可实现无人机在全球范围内执行任务，在广域范围部署，任务控制及保障中心可任务迁移。无人机用于携带任务设备执行任务的载体；卫星通讯用于实现无人机与任务控制及保障中心数据交联；机上计算机用于目标提取、识别、及接收卫星通讯设备的控制数据并结合任务情况控制飞控；任务设备执行任务所需的设备，根据不同任务设备可以是光电吊舱、SAR雷达、超声波雷达等。任务控制工作站规划任务、控制无人机完成任务，接收卫星通讯回传的无人机相关信息。数据保障工作站为任务控制工作站提供相关的基础数据，如气象等，并实现无人机相关数据本地存储。本专利技术卫星通讯，包括地面设备和机上设备。有益效果本专利技术地面任务控制工作站利用卫星通讯与无人机进行通讯。因此本专利技术可改善无人机受地面控制工作站的位置限制，且通过互联网数据，实现分布式、远程、对等部署。附图说明图1为单机无人机控制系统的示意图。图2为本对等无人机任务控制及保障系统的示意图。图3为本对等无人机任务控制及保障系统组成图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步详细说明。无人机：携带光电吊舱任务设备、卫星通讯、机上计算机、可实现自主飞行的工业无人机。任务控制及保障中心：主要为工业无人机（单机和集群）提供飞行控制、通讯保障、无人机可更换能源保障、现场维修保障、数据处理保障、技术人员工作环境保障等。本专利技术的基本原理（原理图见图3）：操作逻辑1：任务操作员通过任务控制工作站进行任务规划、任务监控，接收任务信息反馈；操作逻辑2：任务控制系统绑定无人机飞控通讯系统，建立实时双向飞控通讯链路，通讯系统向任务控制系统反馈工作状态；操作逻辑3：通讯系统绑定待部署的无人机，无人机通过通讯系统向任务控制系统回报当时的健康状态及卫星定位系统连接状态，由任务操作员审核后决定是否选定该架无人机进行部署，若任务操作员认为该架无人机不宜被部署，则切换至另一架无人机进行同样操作。若所有无人机均无法进行部署，则任务控制系统向任务操作员发出“建议终止任务”提示，由任务操作员做是否终止任务的决定；操作逻辑4：任务控制系统向任务保障数据中心发送“初始化新任务”指令，任务数据保障中心按照预设数据模型新建任务数据库，数据库建立完成后向任务控制系统反馈数据库工作状态；操作逻辑5：任务保障数据中心通过卫星互联网通讯系统检查与互联网网络的连接状态，并实时监控是否连接到互联网任务保障云系统；操作逻辑6：若操作逻辑3中有无人机可以进行部署，则无人机自动开启卫星定位系统；操作逻辑7：检查无人机是否通过卫星通讯系统连接到任务保障中心；操作逻辑8：若以上操作全部达到任务要求，无人机机库将从任务控制系统接收到“放飞”指令，并执行该指令，无人机开始执行飞行任务；操作逻辑9：任务操作员可以根据实际任务状态，实时设定无人机回收降落点；操作逻辑10：无人机通过卫星通讯或飞控通讯接收到降落指令后，前往回收降落点；操作逻辑11：对等无人机任务控制及保障中心前往降落点，将无人机回收至机库中。如图2所示，本专利技术是一种对等无人机任务控制及保障系统，包括无人机、卫星通信、机上计算机、任务设备、任务控制工作站以及任务数据保障工作站等；上述各部件之间的连接关系为：无人机与卫星通信系统及任务设备分别相连，无人机通过卫星通信和任务控制及保障中心分别相连，任务数据保障工作站与任务控制工作站相连。对等无人机任务控制及保障中心是一款针对工业无人机任务化应用的网络化任务控制及保障设施，具有可移动、易重构、易维护、对等化、易封存、易废弃、易重用、易回收再利用、几乎零污染且易降解等特点。对等无人机任务控制及保障中心采用高度模块化设计，且几乎100%利用商用货架产品建造，全部信息系统及控制系统采用全软件／模型进行应用定义（Software/ModelBasedApplicationDefinition，S/MBAD），可根据不同的工业应用任务进行在场实时配置，充分满足各类工业应用需求。对等无人机任务控制及保障中心不仅支持基于互联网云的任务数据管理，同时在本体系统中搭载对等的任务数据管理，可实现对等无人机任务控制及保障中心间的动态组网，无中心数据库的全动态分布式任务数据管理（即对等网络化任务数据管理），进而支持所有与对等无人机任务控制及保障中心体系兼容各型号、各类型、各形态、各种构型配置的无人机集群在广域互联网（支持基于铱星网络及海事卫星网络接入的空间互联网）范围内进行动态组网，在全球范围内进行跨洲际实时任务协同，依赖对等无人机任务控制及保障中心对等网络进行分布式小任务时序化管理（支持多时区分布式小任务管理），各种小任务可以组成一个完整的战略性任务应用。对等无人机任务控制及保障中心在信息系统设计方面重点关注小型化、移动化、敏捷化重部署等原则，摒弃了传统移动数据中心高能耗、低冗余、难重用、难迁移、废弃代价巨大等缺点，通过利用先进的服务化部署，将复杂的大型数据库管理系统安装在一套笔记本系统上，同时保证良好的运行性能。此外，该设计架构可以很容易实现电源系统、数据存储系统的高冗余性，即使是在对等无人机任务控制及保障中心发电机组被摧毁的情况下，仍然能保证整个对等无人机任务控制及保障中心的任务控制系统、任务数据保障数据库、卫星通讯模块、无人机飞控通讯模块的正常运转，且依赖充足的电池电力，在发电机组被摧毁的情况下，仍然可以持续进行任务控制及监视超过两个小时，这段时间完全可以支撑任务操作人员完成整个对等无人机任务控制及保障中心不间断迁移部署工作（即从一台对等无人机任务控制及保障中心将原有任务体系不间断地重新部署到另一台对等无人机任务控制及保障中心中）。即使在该任务操作团队全部故障的情况下，也可由另一组对等无人机任务控制及保障中心操作团队及时进行任务接管。为了使无人机兼容对等无人机任务控制及保障中心，需要无人机安装兼容对等无人机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对等无人机任务控制及保障系统，其特征在于，包括无人机、卫星通信、机上计算机、任务设备、任务控制工作站以及任务数据保障工作站；上述各部件之间的连接关系为：无人机与卫星通信系统及任务设备分别相连，无人机通过卫星通信和任务控制及保障中心分别相连，任务数据保障工作站与任务控制工作站相连。

【技术特征摘要】
1.一种对等无人机任务控制及保障系统，其特征在于，包括无人机、卫星通信、机上计算机、任务设备、任务控制工作站以及任务数据保障工作站；上述各部件之间的连接关系为：无人机与卫星通信系统及任务设备分别相连，无人机通过卫星通信和任务控制及保障中心分别相连，任务数据保障工作站与任务控制工作站相连。2.通过卫星通讯实现无人机与任务控制及保障中心数据交联；机上计算机用于目标提取、识别、及接收卫星通讯设备的控制数据并结合任务情况控制飞控；任务控制工作站规划任务、控制无人机完成任务，接收卫星通讯回传的无人机相关信息。3.数据保障工作站为任务控制工作站提供相关的基础数据，如气象等，并实现无人机相关数据本地存储。4.根据权利要求1所述对等无人机任务控制及保障系统，其特征在于，无人机利用卫星通信与任务控制及保障中心相连，使得无人机执行任务不受地面保障中心的位置限制，从而实现无人机可在全球范围内部署，因此本发明可实现无人机在全球范围内执行任务，在广域范围部署，任务控制及保障中心可任务迁移。5.根据权利要求1所述对等无人机任务控制及保障系统，其特征在于，为工业无人机（单机和集群）提供飞行控制、通讯保障、无人机可更换...

【专利技术属性】
技术研发人员：高健峰，段文涛，
申请(专利权)人：甘肃长风电子科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：甘肃,62