[发明专利]一种虚拟环境无人机群通信检测系统和方法

说明书

本发明提供了一种虚拟环境无人机群通信检测系统和方法，包括：物理计算引擎、多个通信模块、多个单无人机机体以及与所述单无人机机体一一对应的多个单无人机模拟模块。所述通信模块根据通信检测需求模拟多个单无人机模拟模块之间、单无人机模拟模块与所述物理计算引擎之间、无人机集群与所述物理计算引擎之间的理想情况及异常情况通信，实现不同通信情况下无人机群完成给定任务的算法鲁棒性测试。本发明提供的技术方案通过对无人机端通信、通信链路、物理引擎端通信建立节点，实现无人机间、单无人机与物理引擎间、无人机集群与物理引擎间通信模拟检测。

技术领域

本发明涉及无人机网络通信、软件开发、数值模拟等领域，具体涉及一种虚拟环境无人机群通信检测系统和方法。

背景技术

无人机集群越来越成为热点研究技术，其灵活、自动化、远程化操作日益受到人类用户的关注。物理空间、动力能耗等诸多因素限制，室内复杂电磁环境、室外通信阻塞等等限制因素，无人机集群的机间通信、机与地面站间通信始终是制约无人机工作效率的制约因素。

现有无人机验证多采用理想环境验证方式，在程序设计上往往倾向于采用理想环境下通信情况，与实际工程实践中复杂多变的通信环境并不相符。

发明内容

针对无人机实际使用环境下可能遇到的通信问题，本发明提出一种虚拟无人机集群通信检测系统，在高性能计算平台虚拟软件环境下，从理想无干扰、直达通信条件到多干扰、多路径、多时延、多终端通信环境下性能模拟测试，阐释多环境模式下无人机通信情况设计。所述系统在计算平台上运行，所述系统包括：物理计算引擎、多个通信模块、多个单无人机机体以及与所述单无人机机体一一对应的多个单无人机模拟模块；

所述物理计算引擎，用于在所述计算平台上构建模拟现实理想条件下无人机飞行的虚拟环境，并在所述虚拟环境中加载所述单无人机机体；多个单无人机模拟模块之间通过所述通信模块两两互相连接；所述每个单无人机模拟模块基于预设的数据结构和通信机制与对应的单无人机机体建立控制反馈链接；

所述通信模块，用于基于计算平台发出的通信检测指令控制自身的通断；处于接通状态的通信模块与连接的单无人机模拟模块构成通信链路，所述处于接通状态的通信模块还用于检测所述通信链路的通信情况并进行通信质量评估；

所述单无人机模拟模块基于所述通信模块的通断情况和\或处于接通状态的通讯模块检测到的通信链路的通信情况控制对应的单无人机机体的动作并在所述物理计算引擎中反应；

其中，所述通信检测指令用于模拟多种通信模式。

进一步的，所述通信模块包括：通信功能子模块和通信辅助子模块；

所述通信功能子模块，用于根据所述计算平台发出的通信检测指令进行通信模式的确定和通信链路的建立；

所述通信辅助子模块，用于读取所述通信功能子模块建立的通信链路情况和通信数据，监控或回放处于连通状态的通信模块构建的通信链路的通信情况；

所述通信模式包括：理想全通通讯、部分无人机分簇通信、单链式通信、随机干扰、多径效应叠加、错误帧干扰和部分无人机失联。

进一步的，所述通信功能子模块包括：相互连接的通信系统接口单元、通信模式单元和通信配置文件单元；

所述通信配置文件单元，用于根据所述通信检测指令确定通信配置要求；

所述通信模式单元，用于根据所述通信配置单元传送的通信配置要求确定通信模式；

所述通信系统接口单元，用于基于所述通信模式确定链接对象，控制与所述链接对象之间通信接口的通断。

进一步的，所述通信辅助子模块包括：相互连接的通信日志单元、通信网络图谱单元和可视化通信网络状态监视单元；