CN115694616B - 一种无人机集群发射控制***及发射方法 - Google Patents

一种无人机集群发射控制***及发射方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种无人机集群发射控制***及发射方法,所述***包括发射控制单元、发射监控席位和发射通信***;发射通信***包括本地无线通信、本地有线通信和远程卫星通信;其中,本地无线通信包括相链接的发射通信发射端和发射通信控制端;本地有线通信包括有线光纤;远程卫星通信包括天通终端和北斗终端。本发明通过在发射车上集成北斗和天通卫星通信终端,后方指挥中心可通过卫星通信***实现远程发射监控通信;通过在发射车上设计有线和无线传输链路互为备份,本地指挥控制站可通过本地发射链路实现发射监控通信,并且能够接入多台发射车。

Description

一种无人机集群发射控制***及发射方法
技术领域
本发明涉及集群无人机技术领域,具体而言,涉及一种无人机集群发射控制***及发射方法。
背景技术
随着集群无人机技术的快速发展。集群无人机的地面发射作为主要的出动形式被广泛应用。当前的发射形式,多为发射前集群无人机装载在发射筒内,发射筒安装在发射车上,由发射车内人员控制发射***进行发射。
随着集群无人机部署规模、无人机载荷类型和使用场景的不同,不同的发射和使用条件被广泛提出。例如发射车都装载同类型集群无人机,这些状态不同类型集群无人机的发射车组成一个任务编队,需要在不同发射车内有选择的进行集群无人机组合发射;又例如一个发射车内装载了能完成一个或多个子任务的不同类型的集群无人机,需要单独或有选择的进行集群无人机发射。如何动态接入多个发射车,组合控制集群无人机的发射间隔,高效准确实现多台发射车联合发射等技术亟待解决。
发明内容
本发明旨在提供一种无人机集群发射控制***及发射方法,以解决上述存在的问题。
本发明提供的一种无人机集群发射控制***,包括发射控制单元、发射监控席位和发射通信***;
发射通信***包括本地无线通信、本地有线通信和远程卫星通信;其中,本地无线通信包括相链接的发射通信发射端和发射通信控制端;本地有线通信包括有线光纤;远程卫星通信包括天通终端和北斗终端;
发射通信发射端部署在每台发射车上,并与发射车上的发射控制单元链接;发射车上还部署有用于装载和发射集群无人机的发射筒,发射筒与发射控制单元链接;发射监控席位部署在指挥控制站和后方指挥中心,并安装有发射监控软件;发射通信控制端部署在指挥控制站,并与指挥控制站的发射控制席位链接;有线光纤一端与发射控制单元链接,另一端与指挥控制站的发射控制席位链接;
发射车和后方指挥中心上均部署有天通终端和北斗终端,发射车上部署的天通终端和北斗终端均与发射控制单元链接,后方指挥中心上部署的天通终端和北斗终端均与后方指挥中心发射控制席位链接。
进一步的,采用所述无人机集群发射控制***的无人机集群发射控制***的发射方法,包括:
S1,每台发射车的发射控制单元上电后,将发射监视信息发送至通过发射通信***传输给指挥控制站和/或后方指挥中心的发射监控软件;
S2,指挥控制站和/或后方指挥中心的发射监控软件设置发射规划,并将发射规划通过发射通信***传输给相应发射车的发射控制单元;
S3,发射控制单元校验发射规划的正确性,并通过发射通信***返回发射规划加载完毕的消息到发射监控软件;
S4,发射监控软件收到发射规划加载完毕的消息后,通过发射通信***发送发射控制指令到相应发射车的发射控制单元;
S5,发射控制单元根据发射控制指令和发射规划控制发射筒发射集群无人机。
进一步的,步骤S1中,所述发射监视信息包括发射车信息和发射筒内的集群无人机信息。
进一步的,步骤S1包括:
发射控制单元上电后,周期地将包括发射车类型、发射车编号、发射筒数量、发射筒编号和位置分布、发射车位置、发射方位、发射俯仰、发射控制单元状态的发射车信息,通过本地无线通信或本地有线通信发送到指挥控制站的发射监控席位,或通过远程卫星通信发送到后方指挥中心的发射监控席位;指挥控制站和/或后方指挥中心的发射监控席位的发射监控软件上的可视化图形界面图形化显示发射车信息;
发射筒内集群无人机上电后,发射控制单元获取包括无人机编号和发射筒编号的对应关系、无人机构型、无人机载荷信息和无人机状态信息的无人机信息,生成集群无人机在发射筒内的位置和状态映射表;发射控制单元将映射表通过本地无线通信或本地有线通信发送到指挥控制站的发射监控席位,或通过远程卫星通信发送到后方指挥中心的发射监控席位;指挥控制站和/或后方指挥中心的发射监控席位的发射监控软件上的可视化图形界面图形化显示集群无人机在发射筒的位置。
进一步的,所述发射监控软件提供单独监控和融合监控两种发射监控模式;
单独监控:一个发射监控页面显示一台发射车内所有无人机的信息;
融合监控:一个发射页面同时显示多台发射车内所有无人机的信息。
进一步的,步骤S2中,指挥控制站和/或后方指挥中心的发射监控软件设置的发射规划包括同时发射和批次发射。
进一步的,所述同时发射是指:
发射监控软件仅设置每个发射车内发射筒间的发射间隔时间,发射间隔时间不小于发射车内的安全间隔时间,即发射车间同时发射,发射车内按照本发射车的发射筒编号和设置的发射间隔时间依次发射,直到发射完毕或者接收到发射终止/中止指令。
进一步的,所述批次发射是指:
发射监控软件设置发射批次,每一个发射批次选择一个或多个发射车内的多个发射筒,发射车之间设置车间发射时间间隔,发射车内设置车内发射间隔时间,车内发射间隔时间不小于发射车内的安全间隔时间;发射批次之间设置发射批次间隔时间,发射批次间隔时间不小于发射车内的安全时间;下一发射批次在上一发射批次发射完毕后,计算间隔时间,到达间隔时间后开始发射下一发射批次。
进一步的,所述发射控制指令包括:
发射指令:发射监控席位通过发射通信***向发射控制单元发送发射指令,发射控制单元按照发射规划发射集群无人机;
发射中止指令和发射继续指令:发射监控席位通过发射通信***向发射控制单元发送发射中止指令或发送继续指令,发射控制单元接收到发射中止指令后停止所有发射动作,或接收到发射继续指令后继续完成现有发射规划的发射动作;
发射终止指令:发射监控席位通过发射通信***向发射控制单元发送发射终止指令,发射控制单元接收到发射终止指令后停止所有发射动作,同时清空发射规划,需要接收到新的发射规划才能按照新的发射规划开始发射。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
1、本发明通过在发射车上集成北斗和天通卫星通信终端,后方指挥中心可通过卫星通信***实现远程发射监控通信;通过在发射车上设计有线和无线传输链路互为备份,本地指挥控制站可通过本地发射链路实现发射监控通信。
2、本发明通过发射监控软件能够设置发射规划,如同时发射和批次发射,可在指挥控制站实现任意数量发射车接入监视、任意发射车的集群无人机组合发射控制,实现符合应用场景的灵活多变的集群无人机组合发射。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例中无人机集群发射控制***的结构框图。
图2为本发明实施例中采用无人机集群发射控制***的发射方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例
如图1所示,本实施例提出一种无人机集群发射控制***,包括发射控制单元、发射监控席位和发射通信***;
发射通信***包括本地无线通信、本地有线通信和远程卫星通信;其中,本地无线通信包括相链接的发射通信发射端和发射通信控制端;本地有线通信包括有线光纤;远程卫星通信包括天通终端和北斗终端;
发射通信发射端部署在每台发射车上,并与发射车上的发射控制单元链接;发射车上还部署有用于装载和发射集群无人机的发射筒,发射筒与发射控制单元链接;发射监控席位部署在指挥控制站和后方指挥中心,并安装有发射监控软件(所述发射监控软件具有可视化图形界面,便于监控);发射通信控制端部署在指挥控制站,并与指挥控制站的发射控制席位链接;有线光纤一端与发射控制单元链接,另一端与指挥控制站的发射控制席位链接;
发射车和后方指挥中心上均部署有天通终端和北斗终端,发射车上部署的天通终端和北斗终端均与发射控制单元链接,后方指挥中心上部署的天通终端和北斗终端均与后方指挥中心发射控制席位链接。
上述无人机集群发射控制***中,指挥控制站和后方指挥中心的发射监控席位通过发射通信***能够与多台发射车的发射控制单元链接。为了便于管理,每台发射车有发射车编号,发射监控席位可同时动态接收若干发射车的信息,通过发射车编号,动态配置发射监控软件的发射监控页面,自动生成对应发射控制指令,从而实现指挥控制站/后方指挥中心一对多发射车的动态接入和监控。
上述无人机集群发射控制***中,所述发射通信***的实现包括:
发射车的发射控制单元通过本地无线通信(发射通信发射端和发射通信控制端)或本地有线通信与指挥控制站的发射监控席位实现无线通信或有线通信。
发射车的发射控制单元通过远程卫星通信(天通终端和北斗终端)与后方指挥中心的发射监控席位实现卫星通信。
如图2所示,基于上述无人机集群发射控制***的无人机集群发射控制***的发射方法包括如下步骤:
S1,每台发射车的发射控制单元上电后,将发射监视信息发送至通过发射通信***传输给指挥控制站和/或后方指挥中心的发射监控软件;在本实施例中,所述发射监视信息包括发射车信息和发射筒内的集群无人机信息。由此,步骤S1包括:
发射控制单元上电后,周期地将包括发射车类型、发射车编号、发射筒数量、发射筒编号和位置分布、发射车位置、发射方位、发射俯仰、发射控制单元状态的发射车信息,通过本地无线通信或本地有线通信发送到指挥控制站的发射监控席位,或通过远程卫星通信发送到后方指挥中心的发射监控席位;指挥控制站和/或后方指挥中心的发射监控席位的发射监控软件上的可视化图形界面图形化显示发射车信息;
发射筒内集群无人机上电后,发射控制单元获取包括无人机编号和发射筒编号的对应关系、无人机构型、无人机载荷信息和无人机状态信息的无人机信息,生成集群无人机在发射筒内的位置和状态映射表;发射控制单元将映射表通过本地无线通信或本地有线通信发送到指挥控制站的发射监控席位,或通过远程卫星通信发送到后方指挥中心的发射监控席位;指挥控制站和/或后方指挥中心的发射监控席位的发射监控软件上的可视化图形界面图形化显示集群无人机在发射筒的位置。
进一步的,所述发射监控软件提供单独监控和融合监控两种发射监控模式;
单独监控:一个发射监控页面显示一台发射车内所有无人机的信息;
融合监控:一个发射页面同时显示多台发射车内所有无人机的信息。
S2,指挥控制站和/或后方指挥中心的发射监控软件设置发射规划,并将发射规划通过发射通信***传输给相应发射车的发射控制单元;
本实施例中,指挥控制站和/或后方指挥中心的发射监控软件设置的发射规划包括同时发射和批次发射。
同时发射是指:发射监控软件仅设置每个发射车内发射筒间的发射间隔时间,发射间隔时间不小于发射车内的安全间隔时间,即发射车间同时发射,发射车内按照本发射车的发射筒编号和设置的发射间隔时间依次发射,直到发射完毕或者接收到发射终止/中止指令。
批次发射是指:
发射监控软件设置发射批次,每一个发射批次选择一个或多个发射车内的多个发射筒,发射车之间设置车间发射时间间隔,发射车内设置车内发射间隔时间,车内发射间隔时间不小于发射车内的安全间隔时间;发射批次之间设置发射批次间隔时间,发射批次间隔时间不小于发射车内的安全时间;下一发射批次在上一发射批次发射完毕后,计算间隔时间,到达间隔时间后开始发射下一发射批次。
S3,发射控制单元校验发射规划的正确性,并通过发射通信***返回发射规划加载完毕的消息到发射监控软件;
S4,发射监控软件收到发射规划加载完毕的消息后,通过发射通信***发送发射控制指令到相应发射车的发射控制单元;
S5,发射控制单元根据发射控制指令和发射规划控制发射筒发射集群无人机。具体地,所述发射控制指令包括:
发射指令:发射监控席位通过发射通信***向发射控制单元发送发射指令,发射控制单元按照发射规划发射集群无人机;
发射中止指令和发射继续指令:发射监控席位通过发射通信***向发射控制单元发送发射中止指令或发送继续指令,发射控制单元接收到发射中止指令后停止所有发射动作,或接收到发射继续指令后继续完成现有发射规划的发射动作;
发射终止指令:发射监控席位通过发射通信***向发射控制单元发送发射终止指令,发射控制单元接收到发射终止指令后停止所有发射动作,同时清空发射规划,需要接收到新的发射规划才能按照新的发射规划开始发射。
由此,本发明一方面通过在发射车上集成北斗和天通卫星通信终端,后方指挥中心可通过卫星通信***实现远程发射监控通信;通过在发射车上设计有线和无线传输链路互为备份,本地指挥控制站可通过本地发射链路实现发射监控通信。另一方面通过发射监控软件能够设置发射规划,如同时发射和批次发射,可在指挥控制站实现任意数量发射车接入监视、任意发射车的集群无人机组合发射控制,实现符合应用场景的灵活多变的集群无人机组合发射。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种无人机集群发射控制***的发射方法,其特征在于,所述无人机集群发射控制***,包括发射控制单元、发射监控席位和发射通信***;
发射通信***包括本地无线通信、本地有线通信和远程卫星通信;其中,本地无线通信包括相链接的发射通信发射端和发射通信控制端;本地有线通信包括有线光纤;远程卫星通信包括天通终端和北斗终端;
发射通信发射端部署在每台发射车上,并与发射车上的发射控制单元链接;发射车上还部署有用于装载和发射集群无人机的发射筒,发射筒与发射控制单元链接;发射监控席位部署在指挥控制站和后方指挥中心,并安装有发射监控软件;发射通信控制端部署在指挥控制站,并与指挥控制站的发射控制席位链接;有线光纤一端与发射控制单元链接,另一端与指挥控制站的发射控制席位链接;
发射车和后方指挥中心上均部署有天通终端和北斗终端,发射车上部署的天通终端和北斗终端均与发射控制单元链接,后方指挥中心上部署的天通终端和北斗终端均与后方指挥中心发射控制席位链接;
所述发射方法包括:
S1,每台发射车的发射控制单元上电后,将发射监视信息发送至通过发射通信***传输给指挥控制站和/或后方指挥中心的发射监控软件;
S2,指挥控制站和/或后方指挥中心的发射监控软件设置发射规划,并将发射规划通过发射通信***传输给相应发射车的发射控制单元;
S3,发射控制单元校验发射规划的正确性,并通过发射通信***返回发射规划加载完毕的消息到发射监控软件;
S4,发射监控软件收到发射规划加载完毕的消息后,通过发射通信***发送发射控制指令到相应发射车的发射控制单元;
S5,发射控制单元根据发射控制指令和发射规划控制发射筒发射集群无人机;
步骤S1中,所述发射监视信息包括发射车信息和发射筒内的集群无人机信息;步骤S1包括:
发射控制单元上电后,周期地将包括发射车类型、发射车编号、发射筒数量、发射筒编号和位置分布、发射车位置、发射方位、发射俯仰、发射控制单元状态的发射车信息,通过本地无线通信或本地有线通信发送到指挥控制站的发射监控席位,或通过远程卫星通信发送到后方指挥中心的发射监控席位;指挥控制站和/或后方指挥中心的发射监控席位的发射监控软件上的可视化图形界面图形化显示发射车信息;
发射筒内集群无人机上电后,发射控制单元获取包括无人机编号和发射筒编号的对应关系、无人机构型、无人机载荷信息和无人机状态信息的无人机信息,生成集群无人机在发射筒内的位置和状态映射表;发射控制单元将映射表通过本地无线通信或本地有线通信发送到指挥控制站的发射监控席位,或通过远程卫星通信发送到后方指挥中心的发射监控席位;指挥控制站和/或后方指挥中心的发射监控席位的发射监控软件上的可视化图形界面图形化显示集群无人机在发射筒的位置。
2.根据权利要求1所述的无人机集群发射控制***的发射方法,其特征在于,所述发射监控软件提供单独监控和融合监控两种发射监控模式;
单独监控:一个发射监控页面显示一台发射车内所有无人机的信息;
融合监控:一个发射页面同时显示多台发射车内所有无人机的信息。
3.根据权利要求1所述的无人机集群发射控制***的发射方法,其特征在于,步骤S2中,指挥控制站和/或后方指挥中心的发射监控软件设置的发射规划包括同时发射和批次发射。
4.根据权利要求3所述的无人机集群发射控制***的发射方法,其特征在于,所述同时发射是指:
发射监控软件仅设置每个发射车内发射筒间的发射间隔时间,发射间隔时间不小于发射车内的安全间隔时间,即发射车间同时发射,发射车内按照本发射车的发射筒编号和设置的发射间隔时间依次发射,直到发射完毕或者接收到发射终止/中止指令。
5.根据权利要求3所述的无人机集群发射控制***的发射方法,其特征在于,所述批次发射是指:
发射监控软件设置发射批次,每一个发射批次选择一个或多个发射车内的多个发射筒,发射车之间设置车间发射时间间隔,发射车内设置车内发射间隔时间,车内发射间隔时间不小于发射车内的安全间隔时间;发射批次之间设置发射批次间隔时间,发射批次间隔时间不小于发射车内的安全时间;下一发射批次在上一发射批次发射完毕后,计算间隔时间,到达间隔时间后开始发射下一发射批次。
6.根据权利要求1所述的无人机集群发射控制***的发射方法,其特征在于,所述发射控制指令包括:
发射指令:发射监控席位通过发射通信***向发射控制单元发送发射指令,发射控制单元按照发射规划发射集群无人机;
发射中止指令和发射继续指令:发射监控席位通过发射通信***向发射控制单元发送发射中止指令或发送继续指令,发射控制单元接收到发射中止指令后停止所有发射动作,或接收到发射继续指令后继续完成现有发射规划的发射动作;
发射终止指令:发射监控席位通过发射通信***向发射控制单元发送发射终止指令,发射控制单元接收到发射终止指令后停止所有发射动作,同时清空发射规划,需要接收到新的发射规划才能按照新的发射规划开始发射。
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