无人机多载荷数据交互系统及其数据传输管控方法技术方案

本发明专利技术提出了一种无人机多载荷数据交互系统及其数据传输管控方法，无人机具有机载任务管控模块和机载测控数据链路终端，无人机搭载的多种载荷与机载任务管控模块通信连接，机载任务管控模块与机载测控数据链路终端通信连接；操控台通过地面测控链路终端与机载测控数据链路终端通信连接，以实现无人机上的多种载荷与操控台间的数据交互；其中，机载任务管控模块对不同载荷数据进行分类，基于分类结果，通过对应优先级的缓冲队列对各载荷数据进行传输。本发明专利技术通过预设缓存队列优先级、载荷和任务数据传输速率等级等传输处理参数，并根据估计的缓存占用和测控链路信道状态动态调整以上参数，保障了系统的正常工作，避免了发生丢包现象。生丢包现象。生丢包现象。

【技术实现步骤摘要】
无人机多载荷数据交互系统及其数据传输管控方法


[0001]本专利技术涉及无人机
，尤其涉及一种无人机多载荷数据交互系统及其数据传输管控方法。

技术介绍

[0002]无人机要执行各类任务离不开各类机载任务载荷，当前无人机上搭载的任务载荷种类主要包括雷达传感器、光学传感器、磁异探测传感器及通信设备等。早期无人机由于载重能力限制只能携带单一传感器，随着大型长航时无人机的发展，无人机携带的任务载荷种类和数量均不断提升，以支撑多种多样的作战样式要求。
[0003]为实现对无人机上多种任务载荷数据的传输，通常是通过无人机测控链路，进行任务载荷数据的下传和地面控制站指令的上传，在地面控制站操控台各自载荷显控软件上显示载荷状态、探测数据以及设置传感器工作参数，从而实现对机上各类载荷的状态监控、探测数据显示和控制等功能。
[0004]传统的无人机，在实现载荷数据传输时，通常以无人机任务管理模块为中转站，对上传的指令消息进行识别并分发给不同任务载荷。而下传的数据在地面控制站由各传感器软件自行识别，任务管理模块不进行管控。
[0005]无人机测控链路因其无线链路特性，具备有限的带宽和链路波动等特点，而无人机载荷数据也会因传感器探测情况出现较大波动。传统的数据传输方法在搭载单一探测载荷时能够满足使用需要，但当无人机搭载多种探测载荷且某一个或多个载荷短时间内产生大量数据情况下，测控链路无法同时满足包括该载荷在内的所有载荷数据传输需求，将会随机产生丢包，从而影响系统正常工作。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是如何提高无人机载荷数据交互的可靠性，本专利技术提出一种无人机多载荷数据交互系统及其数据传输管控方法。
[0007]根据本专利技术实施例的无人机多载荷数据交互系统，包括：
[0008]无人机，所述无人机具有机载任务管控模块和机载测控数据链路终端，所述无人机搭载的多种载荷与所述机载任务管控模块通信连接，所述机载任务管控模块与机载测控数据链路终端通信连接；
[0009]操控台，所述操控台通过地面测控链路终端与所述机载测控数据链路终端通信连接，以实现所述无人机上的多种所述载荷与所述操控台间的数据交互；
[0010]其中，在数据交互过程中，所述机载任务管控模块对不同载荷数据进行分类，基于分类结果，通过对应优先级的缓冲队列对各所述载荷数据进行传输。
[0011]根据本专利技术的一些实施例，所述机载任务管控模块按照预设周期监测系统数据交互状态，并基于所述系统数据交互状态对各缓冲队列的传输速率进行相应调整。
[0012]在本专利技术的一些实施例中，所述系统数据交互状态包括：缓存队列占用率、缓存占
用增长率、链路传输时延和丢包数。
[0013]根据本专利技术的一些实施例，基于所述系统数据交互状态对各缓冲队列的传输速率进行对应调整包括：
[0014]若所述缓存队列占用率和/或缓存占用增长率大于预设阈值，则降低对应缓存队列的传输速率；
[0015]若所述缓存队列的丢包数为0且所述链路传输时延小于时延阈值，则提高对应缓存队列的传输速率；
[0016]若所述缓存队列的丢包数大于0，则降低对应缓存队列的传输速率。
[0017]在本专利技术的一些实施例中，通过所述机载任务管理模块降低或提高所述缓存队列的传输速率的方法包括：
[0018]机载任务管理模块向对应的载荷主控发送传输速率控制报；
[0019]接收所述载荷主控回复的当前传输速率等级；
[0020]所述机载任务管理模块更新当前各载荷传输速率等级表。
[0021]根据本专利技术实施例的无人机多载荷数据传输管控方法，所述管控方法用于对如上所述的无人机多载荷数据交互系统的数据交互进行管控，所述方法包括：
[0022]设置机载任务管控模块与机载测控数据链路终端间数据交互的初始传输速率；
[0023]机载任务管控模块向各载荷主控发送初始化参数报，所述初始化参数报包含各载荷的初始数据传输速率等级；
[0024]机载任务管控模块建立不同类型数据缓存队列，并定义缓存队列服务优先级参数；
[0025]机载任务管控模块收到交互数据时，将所述交互数据放入对应优先级的所述缓存队列进行数据传输。
[0026]根据本专利技术的一些实施例，所述管控方法还包括：
[0027]所述机载任务管理模块通过所述缓存队列将所述交互数据发往机载测控数据链路终端，由所述机载测控数据链路终端完成数据打包、传输。
[0028]在本专利技术的一些实施例中，所述机载任务管控模块按照预设周期监测系统数据交互状态，并基于系统数据交互状态对各缓冲队列的传输速率进行相应调整，所述系统数据交互状态包括：缓存队列占用率、缓存占用增长率、链路传输时延和丢包数。
[0029]根据本专利技术的一些实施例，所述基于监测结果对相应缓存队列的传输缩率进行对应调整，包括：
[0030]若所述缓存队列占用率和/或缓存占用增长率大于预设阈值，则降低对应缓存队列的传输速率；
[0031]若所述缓存队列的丢包数为0且所述链路传输时延小于时延阈值，则提高对应缓存队列的传输速率；
[0032]若所述缓存队列的丢包数大于0，则降低对应缓存队列的传输速率。
[0033]在本专利技术的一些实施例中，基于所述系统数据交互状态对各缓冲队列的传输速率进行对应调整包括：
[0034]机载任务管理模块向对应的载荷主控发送传输速率控制报；
[0035]接收所述载荷主控回复的当前传输速率等级；
[0036]所述机载任务管理模块更新当前各载荷传输速率等级表。
[0037]本专利技术提出的无人机多载荷数据交互系统及其数据传输管控方法具有如下有益效果：
[0038]本专利技术通过预设缓存队列优先级、载荷和任务数据传输速率等级等传输处理参数，并根据估计的缓存占用和测控链路信道状态动态调整以上参数，再按照数据帧中填写的数据类型字段，将数据放置到不同的传输缓存队列中，按照当前的传输处理参数对数据进行处理，从而实现对多载荷数据的传输管控，保障了系统的正常工作，避免了多种载荷数据在传输时发生丢包现象。通过在挂载多种任务载荷的无人机上进行测试，测试结果表明在2M、4M和8M测控链路带宽下，不同任务情况下各载荷均能够有效完成各自数据的传输，系统工作正常，基本满足了多任务载荷无人机数据传输的需要。
附图说明
[0039]图1为根据本专利技术实施例的无人机多载荷数据交互系统的任务网络模型示意图；
[0040]图2为根据本专利技术实施例的无人机多载荷数据传输管控流程示意图；
[0041]图3为根据本专利技术实施例的分组调度算法流程示意图；
[0042]图4为根据本专利技术实施例的无人机多载荷数据传输管控方法流程图。
具体实施方式
[0043]为更进一步阐述本专利技术为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本专利技术进行详细说明如后。
[0044]本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机多载荷数据交互系统，其特征在于，包括：无人机，所述无人机具有机载任务管控模块和机载测控数据链路终端，所述无人机搭载的多种载荷与所述机载任务管控模块通信连接，所述机载任务管控模块与机载测控数据链路终端通信连接；操控台，所述操控台通过地面测控链路终端与所述机载测控数据链路终端通信连接，以实现所述无人机上的多种所述载荷与所述操控台间的数据交互；其中，在数据交互过程中，所述机载任务管控模块对不同载荷数据进行分类，基于分类结果，通过对应优先级的缓冲队列对各所述载荷数据进行传输。2.根据权利要求1所述的无人机多载荷数据交互系统，其特征在于，所述机载任务管控模块按照预设周期监测系统数据交互状态，并基于所述系统数据交互状态对各缓冲队列的传输速率进行相应调整。3.根据权利要求2所述的无人机多载荷数据交互系统，其特征在于，所述系统数据交互状态包括：缓存队列占用率、缓存占用增长率、链路传输时延和丢包数。4.根据权利要求3所述的无人机多载荷数据交互系统，其特征在于，基于所述系统数据交互状态对各缓冲队列的传输速率进行对应调整包括：若所述缓存队列占用率和/或缓存占用增长率大于预设阈值，则降低对应缓存队列的传输速率；若所述缓存队列的丢包数为0且所述链路传输时延小于时延阈值，则提高对应缓存队列的传输速率；若所述缓存队列的丢包数大于0，则降低对应缓存队列的传输速率。5.根据权利要求4所述的无人机多载荷数据交互系统，其特征在于，通过所述机载任务管理模块降低或提高所述缓存队列的传输速率的方法包括：机载任务管理模块向对应的载荷主控发送传输速率控制报；接收所述载荷主控回复的当前传输速率等级；所述机载任务管理模块更新当前各载荷传输速率等级表。6.一种无人机多载荷数据传输管控方法，其特征在于，所述管控方法用于对如权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨建飞，蔡爱华，范强，刘金荣，何建伟，黄勇，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司电子科学研究院，
类型：发明
国别省市：