多無(wú)人機(jī)自主協(xié)同決策快速集成系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明實(shí)施例涉及飛行器控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種多無(wú)人機(jī)自主協(xié)同決策 快速集成系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 近些年，隨著無(wú)人機(jī)，特別是四旋翼無(wú)人機(jī)的快速發(fā)展，無(wú)人機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越 廣泛，除了傳統(tǒng)的航拍等消費(fèi)領(lǐng)域外，無(wú)人機(jī)在多無(wú)人機(jī)協(xié)同、邊境安全監(jiān)控、警用安防、農(nóng) 業(yè)植保、災(zāi)害救援等特種領(lǐng)域的應(yīng)用需求越來(lái)越強(qiáng)烈。而隨著應(yīng)用環(huán)境的日趨復(fù)雜，多無(wú)人 機(jī)協(xié)同完成任務(wù)比單機(jī)執(zhí)行任務(wù)擁有越來(lái)越明顯的優(yōu)勢(shì)，如在警用安防領(lǐng)域，多無(wú)人機(jī)協(xié) 同便于警務(wù)人員在第一時(shí)間快速鎖定危險(xiǎn)目標(biāo);在農(nóng)業(yè)植保領(lǐng)域，多無(wú)人機(jī)協(xié)同可顯著減 少操作人員，提高作業(yè)效率。然而，多無(wú)人機(jī)協(xié)同帶來(lái)了大量復(fù)雜的決策與控制問(wèn)題，如無(wú) 人機(jī)角色分配與協(xié)同規(guī)劃，大量態(tài)勢(shì)信息的分析、融合與數(shù)據(jù)表示，多無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的無(wú)線通 信，完善的地圖導(dǎo)航跟蹤，實(shí)時(shí)的決策推理等。
[0003] 針對(duì)多無(wú)人機(jī)的協(xié)同作業(yè)，現(xiàn)有的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)存在以下不足：（1)以世界范圍內(nèi)廣 泛使用的Mission Planner、QGroundControl等開(kāi)源地面站為例，目前的地面監(jiān)控系統(tǒng)都是 面向單機(jī)應(yīng)用的，通信多采用一對(duì)一的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，不易擴(kuò)展，且功能較為單一，不具備多 機(jī)航路規(guī)劃、航跡跟蹤、態(tài)勢(shì)評(píng)估等功能；（2)以大疆、極飛等知名無(wú)人機(jī)公司的地面監(jiān)控系 統(tǒng)為例，目前的地面監(jiān)控系統(tǒng)往往是針對(duì)特定型號(hào)的無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)的，與無(wú)人機(jī)的硬件和飛 控固件深度耦合，很難移植到新的無(wú)人機(jī)平臺(tái)上，系統(tǒng)靈活性不足；（3)現(xiàn)有地面監(jiān)控系統(tǒng) 的自主性和智能化程度較弱，缺乏面向多機(jī)任務(wù)的模塊化算法設(shè)計(jì)。
[0004] 有鑒于此，特提出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明實(shí)施例的主要目的在于提供一種多無(wú)人機(jī)自主協(xié)同決策快速集成系統(tǒng)，其 至少部分地解決了如何實(shí)現(xiàn)多無(wú)人機(jī)自主協(xié)同快速集成應(yīng)用，系統(tǒng)的模塊化以及提高系統(tǒng) 的人工智能性能的技術(shù)問(wèn)題。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了以下技術(shù)方案：
[0007] -種多無(wú)人機(jī)自主協(xié)同決策快速集成系統(tǒng)，所述系統(tǒng)至少包括:地面監(jiān)控中心、通 信系統(tǒng)和板載飛行任務(wù)管理系統(tǒng);其中：
[0008] 所述通信系統(tǒng)被配置為實(shí)現(xiàn)所述地面監(jiān)控中心與所述板載飛行任務(wù)管理系統(tǒng)之 間的無(wú)線通信；
[0009] 所述地面監(jiān)控中心包括:人機(jī)交互接口和自主協(xié)同決策模塊；
[0010] 其中：
[0011] 所述人機(jī)交互接口被配置為接收用戶指令和知識(shí)數(shù)據(jù)，并將所述用戶指令和所述 知識(shí)數(shù)據(jù)發(fā)送至所述自主協(xié)同決策模塊;其中，所述用戶指令包括本機(jī)指令和友機(jī)指令，所 述知識(shí)數(shù)據(jù)包括現(xiàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)數(shù)據(jù)及目標(biāo)融合數(shù)據(jù)；
[0012] 所述自主協(xié)同決策模塊包括:威脅評(píng)估模塊、任務(wù)規(guī)劃模塊和自主決策模塊；其 中，所述任務(wù)規(guī)劃模塊包括:編隊(duì)任務(wù)分配模塊、自主任務(wù)規(guī)劃模塊和多機(jī)協(xié)商模塊；
[0013] 其中：
[0014] 所述威脅評(píng)估模塊被配置為根據(jù)所述目標(biāo)融合數(shù)據(jù)，生成態(tài)勢(shì)和威脅數(shù)據(jù)、任務(wù) 和航路數(shù)據(jù)、威脅評(píng)估數(shù)據(jù)，并將所述態(tài)勢(shì)和威脅數(shù)據(jù)、所述任務(wù)和航路數(shù)據(jù)發(fā)送至所述任 務(wù)規(guī)劃模塊，以及將所述威脅評(píng)估數(shù)據(jù)發(fā)送至所述自主決策模塊；
[0015] 所述多機(jī)協(xié)商模塊被配置為根據(jù)所述友機(jī)指令、所述現(xiàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)數(shù)據(jù)以及所述任務(wù) 和航路數(shù)據(jù)，生成多機(jī)協(xié)商數(shù)據(jù)，并將所述多機(jī)協(xié)商數(shù)據(jù)發(fā)送至所述編隊(duì)任務(wù)分配模塊和 所述自主任務(wù)規(guī)劃模塊；
[0016] 所述編隊(duì)任務(wù)分配模塊被配置為根據(jù)所述本機(jī)指令、所述態(tài)勢(shì)和威脅數(shù)據(jù)、所述 多機(jī)協(xié)商數(shù)據(jù)、所述現(xiàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)數(shù)據(jù)及自主任務(wù)規(guī)劃數(shù)據(jù)，生成編隊(duì)任務(wù)分配數(shù)據(jù)；
[0017] 所述自主任務(wù)規(guī)劃模塊被配置為根據(jù)所述態(tài)勢(shì)和威脅數(shù)據(jù)、所述現(xiàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)數(shù)據(jù)、 所述多機(jī)協(xié)商數(shù)據(jù)、所述編隊(duì)任務(wù)分配數(shù)據(jù)及所述自主決策數(shù)據(jù)，生成所述自主任務(wù)規(guī)劃 數(shù)據(jù)；
[0018] 所述自主決策模塊被配置為根據(jù)所述自主任務(wù)規(guī)劃數(shù)據(jù)、所述現(xiàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)數(shù)據(jù)及所 述威脅評(píng)估數(shù)據(jù)，生成自主決策數(shù)據(jù)，并將所述自主決策數(shù)據(jù)經(jīng)由通信系統(tǒng)發(fā)送至所述板 載飛行任務(wù)管理系統(tǒng)，以及將所述自主決策數(shù)據(jù)反饋至所述自主任務(wù)規(guī)劃模塊；
[0019] 所述板載飛行任務(wù)管理系統(tǒng)包括指令解析與執(zhí)行模塊、指令打包模塊、數(shù)據(jù)類型 轉(zhuǎn)換模塊、航點(diǎn)存儲(chǔ)與管理模塊、自主航跡規(guī)劃模塊、無(wú)人機(jī)SDK控制模塊；
[0020] 其中：
[0021]所述指令解析與執(zhí)行模塊被配置為對(duì)由所述地面監(jiān)控中心經(jīng)所述通信系統(tǒng)發(fā)送 來(lái)的指令進(jìn)行解析，并根據(jù)解析的指令，調(diào)用所述無(wú)人機(jī)SDK控制模塊;其中，所述指令包括 所述自主決策數(shù)據(jù)；
[0022] 所述指令打包模塊被配置為對(duì)由所述數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后的無(wú)人機(jī)狀態(tài)信 息進(jìn)行打包，并將打包后的數(shù)據(jù)經(jīng)所述通信系統(tǒng)發(fā)送至所述地面監(jiān)控中心；
[0023] 所述數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換模塊被配置為對(duì)所述指令解析與執(zhí)行模塊解析后的指令進(jìn)行 數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換，并在轉(zhuǎn)換結(jié)果中含有航點(diǎn)信息時(shí)將所述轉(zhuǎn)換結(jié)果發(fā)送至所述航點(diǎn)存儲(chǔ)與管 理模塊，否則直接將所述轉(zhuǎn)換結(jié)果發(fā)送至所述無(wú)人機(jī)SDK控制模塊；
[0024]航點(diǎn)存儲(chǔ)與管理模塊被配置為對(duì)所述航點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理與存儲(chǔ)并將所述航點(diǎn)數(shù) 據(jù)發(fā)送至所述自主航跡規(guī)劃模塊；
[0025] 所述自主航跡規(guī)劃模塊被配置為根據(jù)所述航點(diǎn)數(shù)據(jù)生成航跡數(shù)據(jù)并將所述航跡 數(shù)據(jù)發(fā)送至所述無(wú)人機(jī)SDK控制模塊；
[0026] 所述無(wú)人機(jī)SDK控制模塊被配置為根據(jù)所述轉(zhuǎn)換結(jié)果或所述航跡數(shù)據(jù)來(lái)控制所述 無(wú)人機(jī)。
[0027] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案至少具有以下有益效果：
[0028]本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)對(duì)地面監(jiān)控中心、通信系統(tǒng)和板載飛行任務(wù)管理系統(tǒng)進(jìn)行模塊 化設(shè)計(jì)，并且，將地面監(jiān)控中心配置為包括人機(jī)交互接口和自主協(xié)同決策模塊;其中，自主 協(xié)同決策模塊包括:威脅評(píng)估模塊、任務(wù)規(guī)劃模塊和自主決策模塊;其中，任務(wù)規(guī)劃模塊包 括:編隊(duì)任務(wù)分配模塊、自主任務(wù)規(guī)劃模塊和多機(jī)協(xié)商模塊，提高了系統(tǒng)的人工智能性能。 另外，還將板載飛行任務(wù)管理系統(tǒng)配置為包括指令解析與執(zhí)行模塊、指令打包模塊、數(shù)據(jù)類 型轉(zhuǎn)換模塊、航點(diǎn)存儲(chǔ)與管理模塊、自主航跡規(guī)劃模塊、無(wú)人機(jī)SDK控制模塊；由此，可以實(shí) 現(xiàn)對(duì)不同類型無(wú)人機(jī)的自主協(xié)同快速集成應(yīng)用。
[0029] 當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品不一定需要同時(shí)實(shí)現(xiàn)以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。
[0030] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書中變 得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在所寫的說(shuō)明 書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。
[0031] 需要說(shuō)明的是，
【發(fā)明內(nèi)容】
部分并非旨在標(biāo)識(shí)出請(qǐng)求保護(hù)的主題的必要技術(shù)特征， 也并非是用來(lái)確定請(qǐng)求保護(hù)的主題的保護(hù)范圍。所要求保護(hù)的主題不限于解決在【背景技術(shù)】 中提及的任何或所有缺點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0032] 附圖作為本發(fā)明的一部分，用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步的理解，本發(fā)明的示意性 實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。顯然，下面描述中的附圖 僅僅是一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。在附圖中：
[0033] 圖1為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的多無(wú)人機(jī)自主協(xié)同決策快速集成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0034] 圖2為根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的多無(wú)人機(jī)追逐包抄的示意圖。
[0035] 這些附圖和文字描述并不旨在以任何方式限制本發(fā)明的構(gòu)思范圍，而是通過(guò)參考 特定實(shí)施例為本領(lǐng)域技術(shù)人員說(shuō)明本發(fā)明的概念。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明實(shí)施例解決的技術(shù)問(wèn)題、所采用的技術(shù)方 案以及實(shí)現(xiàn)的技術(shù)效果進(jìn)行清楚、完整的描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)的一部 分實(shí)施例，并不是全部實(shí)施例。基于本申請(qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普