【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无人机仿真，特别涉及一种多场景多机型无人机仿真系统。
技术介绍
1、无人机仿真运行系统作为实际业务应用场景的仿真运行环境，为开展信息安全测试提供平台支撑。通过将负载、机体、通讯链路、软件等不同层级的检测对象接入或导入仿真运行环境，配置高逼真度、可交互式的业务应用场景，可将各种信息安全检测工具、漏洞挖掘设备、攻防测试设备等接入无人机运行环境系统中，开展安全功能验证、软件安全性测试、通信协议安全性测试、漏洞挖掘等检测分析。
2、公开号为cn112230568a的中国专利公开了一种无人机仿真系统，通过预先建立无人机模型的数据库，能够支持更多无人机仿真模型以及更多场景下的无人机仿真，但是对于不同的飞行任务，需要选择不同的无人机模型和应用场景以及不同的载荷情况，因此，对于不同的无人机模型，在获取无人机飞行参数时所需的载荷不同，导致获取的飞行参数不统一，无法对仿真系统提供条件约束。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种多场景多机型无人机仿真系统。
2、本专利技术提供了一种多场景多机型无人机仿真系统，包括五层架构，每一层都为其上层提供服务，直到完成无人机仿真环境的构建，按照从下至上的顺序依次为：
3、基础设施层，用于获取无人机姿态信息；
4、数据层，接收无人机姿态信息并为仿真系统的仿真运算提供数据；
5、服务层，包括多个仿真计算模块，多个仿真计算模块根据数据层数据进行仿真计算，为仿真系统
6、应用层：包括多个仿真功能子系统，多个仿真功能子系统将服务层的仿真计算结果输入至与不同仿真子系统相对应的仿真模型中，以实现无人机飞行参数仿真、无人机飞行状态仿真、无人机载荷子任务仿真、无人机定位导航仿真；
7、用户层：通过人机交互地面站与所述应用层建立通信，实现用户层和应用层的数据交互。
8、进一步的方案为，所述基础设施层包括传感器模块，所述传感器模块用于获取无人机姿态信息。
9、进一步的方案为，所述服务层中多个仿真计算模块包括：
10、逆解模块，基于飞行任务和飞行载荷对所述无人机姿态信息进行逆解以获取无人机飞行导航参数；所述无人机飞行导航参数至少包括gps、气压、磁强；
11、无人机导航飞控模块，基于多源多模态数据融合处理技术，对多源数据进行互补性融合，实现无人机在多种环境下的定位导航，并基于定位导航进行控制输出，所述多源数据为无人机飞行导航参数；
12、动力学计算模型，将无人机导航飞控模块的控制输出作为动力学计算模型的输入，动力学计算模型输出无人机实时飞行状态。
13、进一步的方案为，所述应用层中多个仿真功能子系统包括：
14、定位导航仿真子系统，所述定位导航仿真子系统基于所述传感器模块的传感器参数以及逆解模块的无人机飞行导航参数实现无人机的定位仿真、导航仿真功能；
15、视景仿真子系统：基于不同应用场景的3d模型以及飞行任务配置不同型号的无人机模型，并基于不同飞行任务编辑脚本控制逻辑，用于根据实时飞行任务对无人机模型以及不同应用场景的3d模型进行实时渲染以形成无人机飞行控制仿真场景；
16、动力学建模子系统：针对不同类型的无人机模型进行无人机动力学模型建模，为趋于真实的空域环境，基于视景仿真模型进行无人机物理模型建模，并基于飞行任务配置模型参数；
17、任务载荷子系统：所述任务载荷子系统用于无人机模型在多个应用场景下的载荷接入，进行无人机与无人机载荷、人机交互地面站之间的通讯测试；所述人机交互地面站用于显示载荷数据，支持载荷实物测试；
18、所述应用场景包括电力巡检、工业物流、生态检测和日常拍摄。
19、进一步的方案为，所述视景仿真子系统包括：
20、模型绘制模块，所述模型绘制模块基于飞行任务将与飞行任务相匹配的无人机模型导入与飞行任务相匹配的应用场景3d模型中并进行实时渲染；
21、脚本控制系统，所述脚本控制系统基于飞行任务对无人机模型的飞行状态、视角切换以及参数配置进行控制。
22、进一步的方案为，所述人机交互地面站与多个仿真功能子系统通过mavlink协议进行交互,实现数据链路支持lan通讯与射频通讯。
23、进一步的方案为，所述人机交互地面站与所述多个仿真功能子系统之间均设置有任务决策模块，所述任务决策模块基于不同的任务场景和具体需求，实现无人机模型的全局任务规划。
24、进一步的方案为，所述任务决策模块包括任务分配单元和航路规划单元；所述任务分配单元用于接收人机交互地面站的飞行任务并将飞行任务分解为载荷任务、应用场景任务和无人机模型任务；任务分配单元将载荷任务发送至任务载荷子系统以及动力学建模子系统，任务分配单元将应用场景任务和无人机模型任务均发送至视景仿真子系统；
25、所述航路规划单元通过人机交互子系统给出的飞行任务需求以及相应的任务参数，规划出无人机的全局路径，并将规划出的航路点发送给定位导航仿真子系统，最终完成给定的任务。
26、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过基础设施层的传感器模块获取无人机的飞行状态参数，根据服务层的多个仿真计算模块根据无人机姿态信息进行仿真计算，获取无人机飞行导航参数，基于飞行导航参数进行无人机多场景仿真。
27、本专利技术通过对于不同飞行任务、不同无人机模型只需获取无人机姿态信息，利用无人机飞行姿态逆解得出无人机仿真系统所需的无人机飞行参数。
28、本专利技术的人机交互地面站的任务决策模块可将飞行任务分解为载荷任务、应用场景任务和无人机模型任务，针对不同的飞行任务对无人机仿真系统匹配相对应的载荷、应用场景以及无人机模型，适用于多场景、多任务、多机型的仿真。
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1.一种多场景多机型无人机仿真系统，其特征在于，包括五层架构，每一层都为其上层提供服务，直到完成无人机仿真环境的构建，按照从下至上的顺序依次为：
2.根据权利要求1所述的一种多场景多机型无人机仿真系统，其特征在于，所述基础设施层包括传感器模块，所述传感器模块用于获取无人机姿态信息。
3.根据权利要求2所述的一种多场景多机型无人机仿真系统，其特征在于，所述服务层中多个仿真计算模块包括：
4.根据权利要求3所述的一种多场景多机型无人机仿真系统，其特征在于，所述应用层中多个仿真功能子系统包括：
5.根据权利要求4所述的一种多场景多机型无人机仿真系统，其特征在于，所述视景仿真子系统包括：
6.根据权利要求5所述的一种多场景多机型无人机仿真系统，其特征在于，所述人机交互地面站与多个仿真功能子系统通过MavLink协议进行交互,实现数据链路支持LAN通讯与射频通讯。
7.根据权利要求6所述的一种多场景多机型无人机仿真系统，其特征在于，所述人机交互地面站与所述多个仿真功能子系统之间均设置有任务决策模块，所述任务决策模块基于
8.根据权利要求7所述的一种多场景多机型无人机仿真系统，其特征在于，所述任务决策模块包括任务分配单元和航路规划单元；所述任务分配单元用于接收人机交互地面站的飞行任务并将飞行任务分解为载荷任务、应用场景任务和无人机模型任务；任务分配单元将载荷任务发送至任务载荷子系统以及动力学建模子系统，任务分配单元将应用场景任务和无人机模型任务均发送至视景仿真子系统；
...【技术特征摘要】
1.一种多场景多机型无人机仿真系统，其特征在于，包括五层架构，每一层都为其上层提供服务，直到完成无人机仿真环境的构建，按照从下至上的顺序依次为：
2.根据权利要求1所述的一种多场景多机型无人机仿真系统，其特征在于，所述基础设施层包括传感器模块，所述传感器模块用于获取无人机姿态信息。
3.根据权利要求2所述的一种多场景多机型无人机仿真系统，其特征在于，所述服务层中多个仿真计算模块包括：
4.根据权利要求3所述的一种多场景多机型无人机仿真系统，其特征在于，所述应用层中多个仿真功能子系统包括：
5.根据权利要求4所述的一种多场景多机型无人机仿真系统，其特征在于，所述视景仿真子系统包括：
6.根据权利要求5所述的一种多场景多机型无人机仿真系统，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘泉，吕洋，刘晨晖，
申请(专利权)人：西安辰航卓越科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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