[发明专利]无人驾驶远程控制协同决策系统

说明书

一种无人驾驶远程控制协同决策系统，包括：用于任务规划和空中状态感知的机载系统、空地数据链和地面控制网络，本发明结合客机改装货机的发展需求和无人驾驶技术的先进性特征，提供可应用性强的客改货远程控制无人驾驶体系；通过搭建空地交互和地面控制网络，并制定不同角色间的信息传输机制和协同决策机制，实现在复杂空域与多角色参与背景下对飞行过程的有效组织，在保障货机飞行安全性的同时提高航行技术先进性水平。

技术领域

本发明涉及的是一种航空运输控制领域的技术，具体是一种针对大型客机改装货机的无人驾驶远程控制协同决策系统。

背景技术

随着运输业和物流业的蓬勃发展，货运航空的运输方式得到了有关各方的重视。近年来国家战略层面上已逐渐显露出对货运航空发展的急切需求；而经济层面，近年来货运航空的增速持续领跑整个货运市场，且未来具备可观的发展前景。进而，对于货机的研制，客机改装货机是平衡了成本和性能的有效生产方式。

目前的客改货过程关注客舱的结构、内饰的更改，包括加装货舱舱门，加固地板等。但另一方面，由于飞机是各部分协调而成的整体，而构型的改动将造成全机可靠性的降低，因而飞行员安全难以得到有效的保证；此外由于夜间货运对货物的实时性要求较高，而有人驾驶的方式很难使夜间空域得到高效的利用。另外目前的对系统的改装针对环境控制系统、照明系统等的基础功能，对航空电子系统等复杂系统的改动较小，有待先进技术的探索和引入。

同时，无人驾驶是航空业新的发展方向之一。其可有效降低机组成本，并具备减小燃油消耗，提升飞行效率等优势。其中远程控制的无人驾驶技术的实现难度较小，且已经在国外无人战斗机(如全球鹰、捕食者等)，国内小型航空器领域(如顺丰航空的无人通用飞机)有了一定的探索。而对于大型客机/货机，由于其所在空域高度层的空中交通环境复杂、需要空管、航空公司等多方协同控制、对安全性要求较高等一系列特点，对于无人驾驶技术的实际应用存在着较大的实现难度。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种无人驾驶远程控制协同决策系统，结合客机改装货机的发展需求和无人驾驶技术的先进性特征，提供可应用性强的客改货远程控制无人驾驶体系；通过搭建空地交互和地面控制网络，并制定不同角色间的信息传输机制和协同决策机制，实现在复杂空域与多角色参与背景下对飞行过程的有效组织，在保障货机飞行安全性的同时提高航行技术先进性水平。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括：用于任务规划和空中状态感知的机载系统、空地数据链和地面控制网络，其中：机载系统分别与卫星导航系统以及其他ADS-B系统相连并获取飞机状态信息，机载系统另外与空地数据链相连并分别在机载系统中的通信数据管理模块、通信中继卫星、卫星地球站、地面控制站之间转发飞机状态信息与控制信息；地面控制网络与卫星地球站相连并获取下行状态信息与回传上行决策信息。

所述的机载设备在进行视距内通信时，通过数据链进行直接通信；在进行视距外通信时，切换到中继卫星进行空地间的透明传输。

所述的机载系统包括：航路组织规划模块、飞机外部环境感知模块、飞机内部状态感知模块、视景信息管理模块和通信数据管理模块，其中：航路组织规划模块根据飞行计划制定水平和垂直包线并指挥飞行控制系统、燃油系统、引气系统、导航系统等飞机系统按照既定的飞行航路进行作动和调整；飞机外部环境感知模块用于感知飞机位置信息并与通过大气数据系统、惯性参考系统、机载收发机获取的信息融合，通过数据链下传至地面控制设备；飞机内部状态感知模块采集对货机飞行安全状态信息，实现对货机状态的系统性感知并通过双向数据链实现与地面控制站的交互；视景信息管理模块与通信数据管理模块相连并记录与下传视频形式的飞机前方视景信息；通信数据管理模块用于对上下传的数据进行管理与暂存，其与航路组织规划模块、飞机外部环境感知模块、飞机内部状态感知模块、视景信息管理模块相连进行机上信息的处理，与空地数据链相连对下传信息进行转发，同时其内部的校验机制也将对数据的完整性和有效性进行保障。