一种无人机集群集中式硬件在回路仿真系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种无人机集群集中式硬件在回路仿真系统及方法，能够实现低成本的仿真，为无人机集群中每个节点提供实时的飞行仿真数据，同时实现对各无人机间数据通信的仿真。本发明专利技术不同于分布式硬件在回路仿真系统，仅需要一台飞行仿真计算机，就可以为集群中每个节点提供实时的飞行仿真数据，单一计算机实现多飞行器动力学仿真替代每一台计算机单独模拟一架飞行器降低了成本。各无人机使用单独的仿真模块，可实现对各机间数据通信的仿真，将通信系统的影响也考虑进来，进一步提高了仿真精度。由于只使用一台仿真计算机，便于携带，可在外场实现硬件在回路仿真功能。可在外场实现硬件在回路仿真功能。可在外场实现硬件在回路仿真功能。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机集群集中式硬件在回路仿真系统及方法


[0001]本专利技术属于仿真
，具体涉及一种无人机集群集中式硬件在回路仿真系统及方法。

技术介绍

[0002]目前，无人机集群的仿真环境主要为数字仿真环境。数字仿真环境中以质点代替无人机，忽略了无人机的动力学特性。此类仿真环境在仿真过程中简化了无人机的控制模型，忽略了控制过程对无人机集群状态的影响。环境中所有模型均使用仿真计算机的计算资源，与实际试验过程中的软件或模型的运行状态不同，忽略了机载硬件系统带来的系统误差。在数字仿真环境里是使用的计算机计算资源和实际无人机用的计算资源是不同的，该类仿真环境仅适用于算法的初步验证，对实际的飞行试验无具体的指导意义。
[0003]为了避免纯数字仿真系统忽略系统误差带来的问题，需要对实际的飞行试验有具体的指导意义的仿真系统。目前，针对单独无人机的仿真，存在硬件在回路的仿真方式。此类仿真系统利用多轴转台模拟飞行器的实际运动，利用目标生成器模拟导引头的输入，利用信道仿真器对模拟数据链的无线传输。虽然此类仿真环境的仿真可靠性较高，但是其成本高昂、占地面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机集群集中式硬件在回路仿真系统，其特征在于，无人机集群由两个以上节点组成，所述仿真系统包括监控计算机、一台飞行仿真计算机以及对应每个节点的仿真模块；每个仿真模块包括该节点的数据处理模块和自驾仪；每个节点的自驾仪均连接至所述飞行仿真计算机；其中，所述监控计算机发布集群控制指令到各个数据处理模块，用于监控无人机集群运行，发送修改自驾仪控制参数指令到各个自驾仪，用于修改集群控制参数与任务；所述飞行仿真计算机根据各个节点自驾仪实时的飞行控制量，计算下一时刻的飞行状态量，将飞行状态量发送给对应节点的自驾仪；所述自驾仪接收飞行仿真计算机发送的飞行状态量以及监控计算机发送的修改自驾仪控制参数指令；将飞行状态量发送给各个数据处理模块；根据修改自驾仪控制参数指令进行控制参数修改；根据本节点的当前飞行状态量以及本节点的无人机控制指令，计算飞行控制量，并将飞行控制量反馈给飞行仿真计算机；每个节点的数据处理模块，接收本节点自驾仪与其他节点自驾仪的飞行状态量，根据所述集群控制指令，融合本节点自驾仪与其他节点自驾仪的飞行状态量，给出本节点的无人机控制指令到本节点的自驾仪。2.如权利要求1所述的仿真系统，其特征在于，所述飞行仿真计算机包括飞行控制仿真软件、飞行控制量数据池以及飞行状态量数据池；其中，飞行控制量数据池用于存储各个自驾仪实时的飞行控制量，所述飞行控制量带有自身节点ID；飞行控制量数据池按照固定的仿真频率向飞行控制仿真软件输出所有节点的飞行控制量；飞行控制量数据池存储飞行控制量时，根据飞行控制仿真软件提供的时间基准对飞行控制量进行时间对齐；飞行控制仿真软件根据飞行控制量计算下一时刻的飞行状态量，并输出飞行状态量至飞行状态量数据池；飞行状态量数据池首先根据飞行控制仿真软件提供的时间基准对飞行状态量进行时间对齐，然后再根据节点ID将飞行状态量发送至对应节点的自驾仪。3.如权利要求1或2所述的仿真系统，其特征在于，所述自驾仪反馈的飞行控制量包括油门和舵量。4.如权利要求1或2所述的仿真系统，其特征在于，所述仿真模块为嵌入式仿真模块，所述自驾仪和数据处理模块均为嵌入式系统。5.如权利要求1或2所述的仿真系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振北，杨宇，刘畅，李杰，
申请(专利权)人：北京大翔航空科技有限公司，
类型：发明
国别省市：