[发明专利]一种多航天器空间立体信息组网仿真系统及采用该系统实现的仿真方法

摘要

一种多航天器空间立体信息组网仿真系统及采用该系统实现的仿真方法，属于多航天器空间立体信息组网领域。解决了现有的多航天器仿真平台配置单一，各仿真单元运动维度受限，无法模拟复杂的多航天器信息组网的问题。本发明采用了六自由度的四轴飞行器以及基于平面二维平动和垂直于平动平面一维转动的差分驱动移动机器人作为航天器仿真单元，通过可配置的WIFI以及ZIGBEE技术作为信息交互手段，以双目视觉系统实现高精度相对位置和姿态的标定。可根据不同的仿真要求配置工作状态，从而形成多航天器空间立体信息组网的仿真系统。主要用于多航天器的组网。

主权项

1.一种多航天器空间立体信息组网仿真系统，它包括多个航天器仿真单元、地面控制计算机(3)、显示终端(4)、地面数据库终端(5)、总控终端(6)、2号通信模块(10)和3号双目摄像系统(11)，所述的地面控制计算机(3)的显示信号输出端与显示终端(4)的显示信号输入端连接，地面控制计算机(3)的数据信号输入/输出端与地面数据库终端(5)的数据信号输入/输出端连接，地面控制计算机(3)的指令信号输入/输出端与2号通信模块(10)的指令信号输入/输出端连接，地面控制计算机(3)的控制信号输入/输出端与总控终端(6)的控制信号输入/输出端连接，地面控制计算机(3)的图像信号输入/输出端与3号双目摄像系统(11)的图像信号输入/输出端连接，每个航天器仿真单元包括四轴飞行器(1)、差分驱动移动机器人(2)、两个1号通信模块(7)、1号双目摄像系统(8‑1)、2号双目摄像系统(8‑2)、两个仿真计算机(9)；各个差分驱动移动机器人(2)用于完成在二维空间平动和垂直于地面的单轴转动，各个四轴飞行器(1)用于完成在仿真空间内，进行六自由度的运动，其中，一个仿真计算机(9)、一个1号通信模块(7)和1号双目摄像系统(8‑1)均固定在四轴飞行器(1)上，且所述的一个仿真计算机(9)的控制信号输入/输出端与四轴飞行器(1)的控制信号输入/输出端连接，一个仿真计算机(9)的数据信号输入/输出端与一个1号通信模块(7)的数据信号输入/输出端连接，一个仿真计算机(9)的控制信号输出端与1号双目摄像系统(8‑1)的控制信号输入端连接，一个仿真计算机(9)的图像信号输入端与1号双目摄像系统(8‑1)的图像信号输出端连接，1号双目摄像系统(8‑1)用于采集四轴飞行器(1)周围的图像信息；另一个仿真计算机(9)、另一个1号通信模块(7)和2号双目摄像系统(8‑2)均固定在差分驱动移动机器人(2)上，且所述的另一个仿真计算机(9)的控制信号输入/输出端与差分驱动移动机器人(2)的控制信号输入/输出端连接，另一个仿真计算机(9)的数据信号输入/输出端与另一个1号通信模块(7)的数据信号输入/输出端连接，另一个仿真计算机(9)的控制信号输出端与2号双目摄像系统(8‑2)的控制信号输入端连接，另一个仿真计算机(9)的图像信号输入端与2号双目摄像系统(8‑2)的图像信号输出端连接，2号双目摄像系统(8‑2)用于采集差分驱动移动机器人(2)周围的图像信息；多个航天器仿真单元之间、四轴飞行器(1)与差分驱动移动机器人(2)、多个航天器仿真单元与地面控制计算机(3)之间均通过无线通信的方式进行信息交互；其特征在于，所述的1号通信模块(7)包括两个天线旋转器(7‑1)、WIFI通信模块(7‑2)、ZIGBEE通信模块(7‑3)、1号移相网络模块(7‑4)、2号移相网络模块(7‑5)、1号天线阵列(7‑6)和2号天线阵列(7‑7)；WIFI通信模块(7‑2)、1号移相网络模块(7‑4)和1号天线阵列(7‑6)固定在一个天线旋转器(7‑1)上，WIFI通信模块(7‑2)的第一数据信号输入/输出端与1号移相网络模块(7‑4)的第一数据信号输入/输出端连接，1号移相网络模块(7‑4)的第二数据信号输入/输出端与1号天线阵列(7‑6)的数据信号输入/输出端连接；ZIGBEE通信模块(7‑3)、2号移相网络模块(7‑5)和2号天线阵列(7‑7)固定在另一个天线旋转器(7‑1)上，ZIGBEE通信模块(7‑3)的第一数据信号输入/输出端与2号移相网络模块(7‑5)的第一数据信号输入/输出端连接，2号移相网络模块(7‑5)的第二数据信号输入/输出端与2号天线阵列(7‑7)的数据信号输入/输出端连接；两个天线旋转器(7‑1)的数据信号输入/输出端、WIFI通信模块(7‑2)的第二数据信号输入/输出端、ZIGBEE通信模块(7‑3)的第二数据信号输入/输出端和仿真计算机(9)的数据信号输入/输出端同时连接。