[发明专利]基于脑电的有人/无人机集群编队VR仿真方法及系统

说明书

本发明涉及航空航天领域的仿真平台开发，为提出一种能够支持有人/无人机集群编队控制算法验证的仿真平台。基于脑电的有人/无人机集群编队VR仿真方法及系统，实时仿真Simulink Real Time目标机负责Matlab仿真程序的实时仿真功能，通过以太网与仿真平台管理计算机连接，仿真平台管理计算机将MATLAB程序下载到目标机中，目标机运行MATLAB程序，并将仿真结果实时发送给仿真平台管理计算机，并在该计算机上进行显示和数据保存；每台Simulink Real Time目标机+嵌入式控制器代表一台无人机；嵌入式控制器运行无人机控制算法，计算出控制信号。本发明主要应用于航空航天模拟场合。

技术领域

本发明涉及一种航空航天领域的仿真平台开发问题，是验证有人/无人机集群编队控制方法的仿真平台开发问题。具体讲,涉及基于脑电设备的有人/无人机集群编队VR仿真系统。

背景技术

现代空战中，随着战场环境和作战任务的日趋复杂，仅凭单架无人机或者有人机将无法满足作战需求，有人机与无人机的协同作战将是未来空战的一种重要形式。有人/无人机协同的决策分配就是研究有人机和无人机在不同情况下的决策控制等级问题。将人的经验、直觉、灵活等优势与计算机数据处理能力强、速度快的优势相结合，使两者优势互补，达到更优的决策效果。有人机作为长机带领无人机进行混合编队飞行，这样不仅将使系统的综合效能和任务执行时的冗余性能得到大幅提升，而且弥补了单纯无人机编队对复杂环境识别精度不高和判断困难等方面的不足，此问题成为有人/无人机混合编队及其应用技术发展的研究新热点，目前在编队队形控制、协同作战、信息交互处理以及具体实现验证等多方面已经开展了广泛的研究。随着研究的不断深入，设定的系统运行环境和编队模型的相异性，对验证方法和验证手段带来了更大的挑战，由于实体验证需要完备的工程设计，繁杂的验证工作，大量的人力资源，冗长的工作周期，以及昂贵的实验仪器和物质消耗。因此，虚拟仿真验证作为一种灵活、低耗的验证方法适用于大多数的理论性预研。

有人/无人机编队控制系统不同与普通通航天飞行器，其系统的功能是由多个飞行器互相协同完成，因此存在着复杂的信息交互。这对飞行器位置姿态控制及飞行器任务管理、调度控制提出了新的要求。基于单一领域仿真模型集成的方法不利于系统的扩展，集成后系统仿真结果置信度低；基于统一建模语言方法需要对已有模型重新用数学方程描述，无法充分利用已有研究成果，并且有些模型无法用方程描述；基于异构仿真环境可以实现仿真系统灵活构建,有效提高仿真效率，集成现有研究成果；基于分布式建模与仿真方案具有一定的灵活性、可扩展性，减少网络数据冗余，最大限度保证数据一致性，并可将真实仿真、虚拟仿真等集成到统一的仿真环境中。

有人/无人编队仿真平台采用计算机实时仿真、嵌入式软硬件技术和虚拟现实技术实现有人/无人编队的控制方法仿真与验证，其最大的特色在于仿真模型可以快速高效的移植到平台上，并在虚拟现实环境中实时观看仿真效果。符合有人/无人编队仿真的应用需求和发展趋势。

通过对现有技术的检索，并未发现类似专利。特别是针对有人/无人编队控制算法实时验证方面，没有一种有效的仿真验证平台。

发明内容