[发明专利]一种旋翼无人机协同控制系统用的半实物仿真系统及方法

说明书

本发明公开了一种旋翼无人机协同控制系统用的半实物仿真系统及方法，该系统包括控制系统安装平台、旋翼无人机仿真平台和视景显示屏；所述控制系统安装平台用于安装旋翼无人机协同控制系统，所述旋翼无人机仿真平台用于模拟任务执行过程；所述视景显示屏用于实时显示旋翼无人机的运动轨迹，从而通过观察视景显示屏中的运动轨迹来判断旋翼无人机协同控制系统的优劣。

技术领域

本发明涉及旋翼无人机协调控制系统优劣的检测领域，具体涉及一种旋翼无人机协同控制系统用的半实物仿真系统及方法。

背景技术

旋翼无人机近年来在军事、民用和商业领域都受到广泛的使用，与固定翼或直升机等相比，旋翼无人机结构简单、体积小、成本低、安全性好，而且垂直起降功能使旋翼无人机起飞和降落不受场景约束。然而，单架次无人机执行任务时，其巡航时间、负载能力和飞行范围受到很大制约。因此，通过合理分配载荷设备，多架次旋翼无人机系统执行任务可以覆盖更大的区域，更高效率地完成系统侦察、探测以及运输等任务。为保证旋翼无人机协同完成任务，协同控制系统发挥很大的作用；协同控制系统保证单个旋翼无人机安全稳定飞行的同时，还可以令多架次间保持合适的距离以避免发生碰撞或脱离机群。

目前大多数的旋翼无人机协同控制系统设计都是基于仿真软件完成，用仿真软件模拟其运行状态，然后根据仿真得到的参数评价协同控制系统的优劣性。少数的协同控制系统验证平台采用真实的无人机、定位系统、地面站和通信模块，每个无人机上均集成有控制器，使协同控制算法的优劣性能够以实物的形式得到验证。但是实际的工作状态与仿真软件模拟的运行状态相比，往往存在较大的偏差，仿真软件无法做到完全还原飞行过程中协同控制系统的工作状态，因此仿真软件评估协同控制算法所需要的各种数据不够精确。如果无人机、定位系统、通信模块等都采用真实设备，其结构复杂，搭建过程会耗费很大成本，而且更换无人机的尺寸或传感器的型号，都会对整个系统带来影响，更改不灵活，通用性差。

由于上述原因，本发明人对现有的旋翼无人机协同控制系统的仿真验证系统做了深入研究，设计出一种能够解决上述问题的半实物仿真系统及方法，能够快速方便地验证旋翼无人机协同控制系统的优劣性。

发明内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种旋翼无人机协同控制系统用的半实物仿真系统及方法，该系统包括控制系统安装平台、旋翼无人机仿真平台和视景显示屏；所述控制系统安装平台用于安装旋翼无人机协同控制系统，所述旋翼无人机仿真平台用于模拟任务执行过程；所述视景显示屏用于实时显示旋翼无人机的运动轨迹，从而通过观察视景显示屏中的运动轨迹来判断旋翼无人机协同控制系统的优劣，从而完成本发明。

具体来说，本发明的目的在于提供以一种旋翼无人机协同控制系统用的半实物仿真系统，其特征在于，该半实物仿真系统包括控制系统安装平台1、旋翼无人机仿真平台2和视景显示屏3；

所述控制系统安装平台1用于安装旋翼无人机协同控制系统，

所述旋翼无人机仿真平台2用于模拟任务执行过程；

所述视景显示屏3用于实时显示旋翼无人机的运动轨迹。

其中，所述旋翼无人机协同控制系统根据接收到的任务指令、每个旋翼无人机当前状态信息和无人机探测到的信息解算出每一个旋翼无人机的制导指令，并分别传递给每个旋翼无人机，从而分别控制各个旋翼无人机工作。

其中，所述旋翼无人机仿真平台2中包括通讯仿真模块21和多个旋翼无人机模型22。

其中，所述旋翼无人机协同控制系统给出的旋翼无人机的制导指令通过控制系统安装平台1和通讯仿真模块21传递给旋翼无人机模型22。

其中，所述通讯仿真模块21还用于模拟通讯干扰。

其中，所述旋翼无人机模型22包括传感器模块221、飞行控制模块222、机身模块223和旋翼模块224，