[发明专利]一种基于分时复用的群无人机内通信行为控制平台

权利要求书

1.一种基于分时复用的群无人机内通信行为控制平台，其特征是：与仿真试验控制系统通过以太网连接，与被试的一架主无人机、一架从无人机通过无线方式连接；其包括位姿推算模块、调度模块、数据处理模块和无线通信模块，其中，

所述位姿推算模块，与调度模块连接，根据试验预案初始化多无人机的初始状态，之后按照一定周期节拍，利用无人机的运动模型并行推算一个周期内所有无人机的位置和姿态，上述的一个周期对应于一个仿真时间步；

所述调度模块，根据试验预案或实际要求，指定模拟顺序，调用待模拟对象的姿态和位置数据，并传输至数据处理模块处理；调度模块指令无线通信模块向参试从无人机转发出主无人机的信息包；

所述数据处理模块，与调度模块、无线通信模块连接，用于进行两类数据处理：一类是来自调度模块的从无人机所需模拟对象的位姿数据，对此形成相应的数据包发送至仿真试验控制系统，控制转台和卫星信号模拟系统，实现从无人机所能感知位姿环境的模拟；另一类是无线收发模块发送的来自主无人机或从无人机的数据包，对此根据调度信息进行修正，重新打包发送；

所述无线通信模块，与主无人机、从无人机连接，用于接收、解析、转发主无人机、从无人机的数据信息，转发修正后的无人机信息包；负责控制平台与从无人机间的信息收发，在调度模块安排下发送至主无人机、从无人机，完成主无人机、从无人机信息的间接交互。

2.根据权利要求1所述的基于分时复用的群无人机内通信行为控制平台，其特征是：其位姿推算模块是利用无人机的运动模型对各个无人机的位姿并行推算，该模型的输入参数包括无人机当前位置、运动速度、加速度，输出无人机推算位姿；当控制平台接收到主无人机对某一从无人机指令后，判断该周期内从无人机能否完成该指令，若能，则直接以该指令位置替代位姿推算模块推算结果；若不能，对运动参数进行规划并推算，输出无人机该周期内所能达到的位姿。

3.根据权利要求1所述的基于分时复用的群无人机内通信行为控制平台，其特征是：其调度模块指定一个周期内的处理分为两方面：一方面，安排调度主无人机所模拟对象及顺序，依次调用各无人机模型位置推算结果，最终由仿真试验控制系统控制进行各无人机位姿依次模拟，若在控制平台接收到参试无人机数据情况下，且数据中存在主无人机对某从无人机的控制指令，则根据优先级调整模拟顺序；另一方面，在控制平台接收到从无人机数据情况下，决定无线通信模块数据发送时机，接收到仿真试验控制系统位姿模拟完成指示后，调度模块指令无线通信模块向从无人机转发数据包。

4.一种基于分时复用的群无人机内通信行为模拟方法，其特征是：通过如权利要求1～3中任一项所述的基于分时复用的群无人机内通信行为控制平台实现，其包括以下步骤：

S1、控制平台根据下发的试验预案，完成群内无人机个数、状态的初始化，并将初始化结果反馈于仿真试验控制系统；控制平台等待仿真试验控制系统的运行指令；

S2、控制平台在接收到仿真试验控制系统的运行开始指令后，启动运行控制平台的各个模块；运行位姿推算模块，按照一定周期节拍，利用无人机的运动模型并行推算一个周期内所有无人机的位置和姿态，或是结合来自主无人机数据包的要求，完成一个时间步内各无人机位置推算；调度模块负责决定要模拟的无人机，并从位姿推算模块调取待模拟无人机的姿态和位置数据，然后传输至数据处理模块处理；数据处理模块负责处理调度模块发送所需模拟对象的位姿数据、无线收发模块发送的无人机状态数据，形成不同的数据包，发送至仿真试验控制系统、主无人机、或从无人机；

S3、仿真试验控制系统接收控制平台发来的数据包，解析出控制平台对无人机姿态和位置的需求，并形成指令后控制转台和卫星信号模拟系统模拟；从无人机基于当前模拟出的位置，一方面使从无人机的惯导和定位系统获得参数，输入至自身控制系统，另一方面使从无人机感知系统搜集目标环境信息；之后，从无人机触发自身的通信系统，将收集处理后的信息发送至控制平台；仿真试验控制系统将指令执行情况向控制平台发送；

S4、控制平台在接收到仿真试验控制系统的位姿模拟完成的指示后，调度模块命令无线通信模块转发主无人机形成的信息包；

S5、控制平台在接收到来自仿真试验控制系统的运行结束指令后，停止工作。