CN115826478A - 一种无人机集群指挥控制***及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无人机集群指挥控制***及控制方法包括1组发射监控席位、2组及以上集群综合监控席位、1组组网链路监控席位、三网、发射控制链路、组网链路地面终端、组网链路机载终端；所述三网包括发射通信网、集群综合监控网和对外交互网。本发明将集群无人机发射监控和集群监控集成到一个指挥控制***中，解决了由于发射单元内部遮挡导致信息无法通过无人机组网数据链传输的问题；同时根据集群无人机灵活、多变和组合使用特点，采用2个以上的集群综合监控席位进行集群监控，能够保证集群无人机控制权交接的稳定和安全。

Description

一种无人机集群指挥控制***及控制方法

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指挥控制***及控制方法。

背景技术

随着集群无人机技术的快速发展，集群无人机在任务中的应用被广泛关注和研究。集群无人机朝灵活部署、机动使用的方向快速发展。集群无人机的地面发射作为主要的出动形式被广泛应用。

发射前集群无人机装载在发射单元内，由于发射单元密集布置产生了对无人机组网信号传输遮挡和位置问题，导致部分无人机的组网链路信号无法传递出来，给发射前集群无人机状态监控带来了不便。

同时在集群无人机指挥控制***中，普遍采用集中控制的方式，即一个控制席位控制所有的集群无人机，这样的控制方式无法满足集群无人机在未来任务中的变化需求。集群无人机在执行某些任务过程中，需要在人工辅助的情况下，进行各种动态的编组分配以适应不同的任务需求。如何保证集群无人机地面人工辅助操控的情况下安全、高效的分配控制权，更加灵活的完成协同控制，是需要研究和突破的关键点。

发明内容

本发明旨在提供一种无人机集群指挥控制***及控制方法，以解决上述存在的问题。

本发明提供的一种无人机集群指挥控制***，包括1组发射监控席位、2组及以上集群综合监控席位、1组组网链路监控席位、三网、发射控制链路、组网链路、组网链路地面终端、组网链路机载终端；所述三网包括发射通信网、集群综合监控网和对外交互网；

所述发射监控席位、集群综合监控席位和组网链路监控席位均与三网链接；

所述发射监控席位上运行有发射监控软件，并通过发射控制链路与若干个发射单元链接；所述发射单元用于装载和发射集群无人机；

所述集群综合监控席位运行有集群综合监控软件，一方面通过发射控制链路链接若干个发射单元，另一方面通过组网链路地面终端和组网链路链接至装载在集群无人机上的组网链路机载终端；

所述组网链路监控席位运行有组网链路监控软件，一方面通过发射控制链路链接若干个发射单元，另一方面通过组网链路地面终端和组网链路链接至装载在集群无人机上的组网链路机载终端；所述组网链路监控席位还运行有数据转发软件，通过对外交互网连接用户终端。

进一步地，采用上述的无人机集群指挥控制***的控制方法，包括：

发射监控席位中运行发射监控软件，通过发射控制链路实现发射单元的状态监视和控制、以及发射单元内集群无人机的状态监视；

集群综合监控席位中运行集群综合监控软件，通过发射控制链路实现发射单元内集群无人机任务规划上传、集群无人机信息监视和集群无人机指令控制；通过组网链路地面终端对集群无人机进行控制，实现空中集群无人机状态监视，并完成对空中集群无人机进行单机控制指令、集群控制指令、单机任务规划指令、集群任务规划指令的传输；其中，2个及以上的集群综合监控席位设置有优先级，并按照优先级工作；

组网链路监控席位中运行组网链路监控软件，一方面实现对发射控制链路和组网链路地面终端的状态监视和控制，并通过组网链路完成对所有发射单元内集群无人机和空中集群无人机上装载的组网链路机载终端的状态监视和控制；另一方面运行数据转发软件，通过对外交互网将集群无人机信息对外转发。

进一步地，所述通过发射控制链路实现发射单元的状态监视和控制、以及发射单元内集群无人机的状态监视中，发射控制链路会传输：

发射单元指令和发射单元信息；发射单元指令包括发射指令、终止指令、暂停指令；

以及发射单元内集群无人机指令和集群无人机信息。

进一步地，所述通过组网链路完成对所有发射单元内集群无人机和空中集群无人机上装载的组网链路机载终端的状态监视和控制中，组网链路会传输集群无人机指令和集群无人机信息。

进一步地，所述集群无人机指令包括单机控制指令、集群控制指令、单机任务规划和集群任务规划；所述集群无人机信息包括无人机编号、无人机单机状态信息、无人机集群状态信息和无人机载荷信息。

进一步地，所述集群综合监控软件能够根据接入的无人机编号，动态显示接入的无人机信息，并动态生成对应的控制界面。

进一步地，集群综合监控席位的优先级设置为：

将集群综合监控席位依次按照编号顺序配置，集群综合监控席位优先级按照编号小至编号大依次排列。

进一步地，所述单机控制指令和单机任务规划指令的传输和运行方式为：

集群综合监控席位发送单机控制指令或单机任务规划指令，所述单机控制指令和单机任务规划指令的指令信息中带有被控制无人机的编号，集群无人机接收到单机控制指令或单机任务规划指令，判断是否是单机控制指令或单机任务规划指令，以及是否和本无人机编号一致，如果是单机控制指令或单机任务规划指令且和本无人机编号一致，则响应单机控制指令或单机任务规划指令。

进一步地，所述集群控制指令和集群任务规划指令的传输和运行方式为：

集群综合监控席位发送集群控制指令和集群任务规划指令，所述集群控制指令和集群任务规划指令的指令信息中带有编队编号，集群无人机接收到集群控制指令或集群任务规划指令，判断是否是集群控制指令或集群任务规划指令，以及是否和本无人机所在编队编号一致，如果是集群控制指令或集群任务规划指令且和本无人机所在编队编号一致，则响应集群控制指令或集群任务规划指令。

进一步地，在单机控制指令和单机任务规划指令以及集群控制指令和集群任务规划指令中，根据集群综合监控席位的优先级设置集群无人机的控制调度方式包括集中控制权的获取、控制权的指派、控制权的申请、控制权的授权、控制权的切换、控制权的回收以及控制权的自动切换。

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、本发明考虑发射单元密集部署后，发射单元部署方式导致单元部分的无人机无法通过组网链路将数据传输到指挥控制***，采用发射控制链路传输集群无人机指令和集群无人机信息。保证发射单元内集群无人机和指挥控制***的正常通信。

2、本发明设计发射通信网、集群综合监控网、对外交互网，三网物理隔离，每个席位均与三网链接，能够实现功能热备份。同时不让发射监控信息、集群监控信息和对外交互信息互相串扰，保证集群发射和集群监控的交互安全性。

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指挥控制***的原理图。

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指挥控制***，包括1组发射监控席位、2组及以上集群综合监控席位、1组组网链路监控席位、三网、发射控制链路、组网链路、组网链路地面终端、组网链路机载终端；所述三网包括发射通信网、集群综合监控网和对外交互网；

所述发射监控席位、集群综合监控席位和组网链路监控席位均与三网链接；

所述发射监控席位上运行有发射监控软件，并通过发射控制链路与若干个发射单元链接；所述发射单元用于装载和发射集群无人机；

所述集群综合监控席位运行有集群综合监控软件，一方面通过发射控制链路链接若干个发射单元，另一方面通过组网链路地面终端和组网链路链接至装载在集群无人机上的组网链路机载终端；

所述组网链路监控席位运行有组网链路监控软件，一方面通过发射控制链路链接若干个发射单元，另一方面通过组网链路地面终端和组网链路链接至装载在集群无人机上的组网链路机载终端；所述组网链路监控席位还运行有数据转发软件，通过对外交互网连接用户终端。

根据上述无人机集群指挥控制***的工作原理能够得到一种无人机集群指挥控制方法，包括：

S1，发射监控席位中运行发射监控软件，通过发射控制链路实现发射单元的状态监视和控制、以及发射单元内集群无人机的状态监视；其中，发射控制链路会传输：发射单元指令和发射单元信息，以及发射单元内集群无人机指令和集群无人机信息；所述发射单元指令包括发射指令、终止指令、暂停指令；

S2，集群综合监控席位中运行集群综合监控软件，通过发射控制链路实现发射单元内集群无人机任务规划上传、集群无人机信息监视和集群无人机指令控制；通过组网链路地面终端对集群无人机进行控制，实现空中集群无人机状态监视，并完成对空中集群无人机进行单机控制指令、集群控制指令、单机任务规划指令、集群任务规划指令的传输；本实施例中，所述集群综合监控软件能够根据接入的无人机编号，动态显示接入的无人机信息，并动态生成对应的控制界面。进一步地，2个及以上的集群综合监控席位设置有优先级，并按照优先级工作，具体地：将集群综合监控席位依次按照编号顺序配置，集群综合监控席位优先级按照编号小至编号大依次排列；

所述通过组网链路完成对所有发射单元内集群无人机和空中集群无人机上装载的组网链路机载终端的状态监视和控制中，组网链路会传输集群无人机指令和集群无人机信息；其中：

所述集群无人机指令包括单机控制指令、集群控制指令、单机任务规划和集群任务规划；

所述集群无人机信息包括无人机编号、无人机单机状态信息、无人机集群状态信息和无人机载荷信息。

S3，组网链路监控席位中运行组网链路监控软件，一方面实现对发射控制链路和组网链路地面终端的状态监视和控制，并通过组网链路完成对所有发射单元内集群无人机和空中集群无人机上装载的组网链路机载终端的状态监视和控制；另一方面运行数据转发软件，通过对外交互网将集群无人机信息对外转发。

进一步地，单机控制指令和单机任务规划指令以及集群控制指令和集群任务规划指令的传输和运行方式如下：

单机控制指令和单机任务规划指令：集群综合监控席位发送单机控制指令或单机任务规划指令，所述单机控制指令和单机任务规划指令的指令信息中带有被控制无人机的编号，集群无人机接收到单机控制指令或单机任务规划指令，判断是否是单机控制指令或单机任务规划指令，以及是否和本无人机编号一致，如果是单机控制指令或单机任务规划指令且和本无人机编号一致，则响应单机控制指令或单机任务规划指令。

集群控制指令和集群任务规划指令：集群综合监控席位发送集群控制指令和集群任务规划指令，所述集群控制指令和集群任务规划指令的指令信息中带有编队编号，集群无人机接收到集群控制指令或集群任务规划指令，判断是否是集群控制指令或集群任务规划指令，以及是否和本无人机所在编队编号一致，如果是集群控制指令或集群任务规划指令且和本无人机所在编队编号一致，则响应集群控制指令或集群任务规划指令。

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 (9)

1.一种无人机集群指挥控制***，其特征在于，包括1组发射监控席位、2组及以上集群综合监控席位、1组组网链路监控席位、三网、发射控制链路、组网链路、组网链路地面终端、组网链路机载终端；所述三网包括发射通信网、集群综合监控网和对外交互网；

所述发射监控席位、集群综合监控席位和组网链路监控席位均与三网链接；

所述发射监控席位上运行有发射监控软件，并通过发射控制链路与若干个发射单元链接；所述发射单元用于装载和发射集群无人机；

所述集群综合监控席位运行有集群综合监控软件，一方面通过发射控制链路链接若干个发射单元，另一方面通过组网链路地面终端和组网链路链接至装载在集群无人机上的组网链路机载终端；

所述组网链路监控席位运行有组网链路监控软件，一方面通过发射控制链路链接若干个发射单元，另一方面通过组网链路地面终端和组网链路链接至装载在集群无人机上的组网链路机载终端；所述组网链路监控席位还运行有数据转发软件，通过对外交互网连接用户终端。

2.一种采用权利要求1所述的无人机集群指挥控制***的无人机集群指挥控制***的控制方法，其特征在于，包括：

发射监控席位中运行发射监控软件，通过发射控制链路实现发射单元的状态监视和控制、以及发射单元内集群无人机的状态监视；

集群综合监控席位中运行集群综合监控软件，通过发射控制链路实现发射单元内集群无人机任务规划上传、集群无人机信息监视和集群无人机指令控制；通过组网链路地面终端对集群无人机进行控制，实现空中集群无人机状态监视，并完成对空中集群无人机进行单机控制指令、集群控制指令、单机任务规划指令、集群任务规划指令的传输；其中，2个及以上的集群综合监控席位设置有优先级，并按照优先级工作；

组网链路监控席位中运行组网链路监控软件，一方面实现对发射控制链路和组网链路地面终端的状态监视和控制，并通过组网链路完成对所有发射单元内集群无人机和空中集群无人机上装载的组网链路机载终端的状态监视和控制；另一方面运行数据转发软件，通过对外交互网将集群无人机信息对外转发。

3.根据权利要求2所述的无人机集群指挥控制***的控制方法，其特征在于，所述通过发射控制链路实现发射单元的状态监视和控制、以及发射单元内集群无人机的状态监视中，发射控制链路会传输：

发射单元指令和发射单元信息；发射单元指令包括发射指令、终止指令、暂停指令；

以及发射单元内集群无人机指令和集群无人机信息。

4.根据权利要求3所述的无人机集群指挥控制***的控制方法，其特征在于，所述通过组网链路完成对所有发射单元内集群无人机和空中集群无人机上装载的组网链路机载终端的状态监视和控制中，组网链路会传输集群无人机指令和集群无人机信息。

5.根据权利要求4所述的无人机集群指挥控制***的控制方法，其特征在于，所述集群无人机指令包括单机控制指令、集群控制指令、单机任务规划和集群任务规划；所述集群无人机信息包括无人机编号、无人机单机状态信息、无人机集群状态信息和无人机载荷信息。

6.根据权利要求2所述的无人机集群指挥控制***的控制方法，其特征在于，所述集群综合监控软件能够根据接入的无人机编号，动态显示接入的无人机信息，并动态生成对应的控制界面。

7.根据权利要求2所述的无人机集群指挥控制***的控制方法，其特征在于，集群综合监控席位的优先级设置为：

将集群综合监控席位依次按照编号顺序配置，集群综合监控席位优先级按照编号小至编号大依次排列。

8.根据权利要求7所述的无人机集群指挥控制***的控制方法，其特征在于，所述单机控制指令和单机任务规划指令的传输和运行方式为：

集群综合监控席位发送单机控制指令或单机任务规划指令，所述单机控制指令和单机任务规划指令的指令信息中带有被控制无人机的编号，集群无人机接收到单机控制指令或单机任务规划指令，判断是否是单机控制指令或单机任务规划指令，以及是否和本无人机编号一致，如果是单机控制指令或单机任务规划指令且和本无人机编号一致，则响应单机控制指令或单机任务规划指令。

9.根据权利要求8所述的无人机集群指挥控制***的控制方法，其特征在于，所述集群控制指令和集群任务规划指令的传输和运行方式为：

集群综合监控席位发送集群控制指令和集群任务规划指令，所述集群控制指令和集群任务规划指令的指令信息中带有编队编号，集群无人机接收到集群控制指令或集群任务规划指令，判断是否是集群控制指令或集群任务规划指令，以及是否和本无人机所在编队编号一致，如果是集群控制指令或集群任务规划指令且和本无人机所在编队编号一致，则响应集群控制指令或集群任务规划指令。

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