一种无人机地面站主从飞行控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种无人机地面站主从飞行控制方法及系统，包括设计基于抢权周期的抢权策略和基于确认机制的抢权策略，从而可以更快捷地实现两个飞行监控席权限的动态切换的效果，在数据链路层面本发明专利技术为权限切换过程提供保险措施，提供保护机制和容错机制，避免权限误切换的同时保证权限能够正常切换，本发明专利技术还提出了一种基于无人机地面站主从飞行控制方法的系统，实现了监控人员灵活调配，无人机地面站主从控制席位之间可以灵活进行权限切换的效果。的效果。的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机地面站主从飞行控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种主从飞行控制方法，特别涉及一种无人机地面站主从飞行控制方法及系统。

技术介绍

[0002]民航客机执行一次航班至少需要两名飞行员，包括一名主驾驶即机长和一名副驾驶。主副驾驶会进行分工合作，主驾驶负责操纵飞机，副驾驶负责观察仪表等其他工作，在紧急情况下副驾驶也可以接替主驾驶进行飞机起落。如果是远程航线，一般会配备两个机组，两个机组各配备一名主驾驶和一名副驾驶，两个机组交替工作。军用有人机大多数是单座的，一个驾驶员就可以完成大部分作战任务，但是在执行一些特殊任务时，双座机更能够满足实际任务需求，两名飞行员分工合作，提高了执行侦查任务、作战任务时的效率和成功率。出于飞行安全的考虑，在一次飞行任务中，尽管两名飞行员互为备份，但依然存在主从关系，即在某一段时间内只有一名飞行员拥有飞行控制权限。
[0003]无人机的监控终端在地面，即地面控制站(简称地面站)，与飞行平台(无人机)以及通讯数据链路共同构成了无人机系统。飞行员通过无人机地面站上的人机交互系统(综合处理计算机软件)对飞行平台进行监控，飞行员的控制或查询指令通过上行数据链路发送至飞行平台，飞行平台的各类状态参数和回报数据通过下行链路发送至地面站综合处理计算机软件，在这个过程中综合处理计算机(简称综合处理计算机计算机)中运行的综合处理计算机负责上下行数据的汇总和分发工作。
[0004]无人机地面站一般也包含两个飞行监控席位(飞行监控A席和飞行监控B席)，硬件和软件设计上两个席位完全相同，均配备完整的监视和控制能力，但在执行飞行任务时需要通过软件对两个席位的飞行控制权限进行控制，因此逻辑上两个席位分为主控席和非主控席(非主控席位下称辅控席)。主控席和辅控席位通过席位计算机上的综合处理计算机软件共同实现无人机的主从飞行控制，主控席位拥有监视飞机状态和发送控制指令的全部权限，而辅控席位只有监视和部分查询的权限。为了实现监控人员灵活调配，无人机地面站主从控制席位之间如何进行权限切换是亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术中所存在的无法实现监控人员灵活调配，且在无人机地面站主从控制席位之间无法进行权限切换等不足问题，提供一种无人机地面站主从飞行控制方法。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0006]一种无人机地面站主从飞行控制方法，设计有基于抢权周期的抢权策略和基于确认机制的抢权策略，步骤如下：
[0007](a)综合处理计算机软件初始化主控席信息字段并发送消息通知两个飞行监控席，两个飞行监控席分别有一个唯一的ID标识，综合处理计算机软件维护一个信息字段，用于存储当前主控席的ID，默认飞行监控席A为主控席，飞行监控席B为辅控席，即主控席信息
字段初始化状态默认存储飞行监控席A的ID；
[0008](b)根据综合处理计算机发送的消息更新加载飞行监控席A和飞行监控席B的席位计算机，飞行监控席A加载主控席状态显示获得主控权限并开始向综合处理计算机软件发送周期性的心跳信号，心跳周期为T，飞行监控席B加载辅控席状态显示；
[0009](c)当两个席位发送控制指令到综合处理计算机软件时，综合处理计算机软件会根据主控席位信息字段，过滤飞行监控席B的飞行控制指令；
[0010](d)在某个时刻，飞行监控席B根据需求发送抢权指令到综合处理计算机软件；
[0011](e)综合处理计算机软件采取基于抢权周期的保护策略，判断当前状态是否可以抢权，在可以抢权的情况下执行步骤f，否则回到步骤c；
[0012](f)综合处理计算机软件采取权限切换确认策略，发送消息告知飞行监控席A，飞行监控席A提供反馈给综合处理计算机软件，确认是否进行权限切换，飞行监控席A确认切换或超时未确认的情况下执行步骤g，否则回到步骤c；
[0013](g)综合处理计算机软件更新主控席信息字段并通知两个席位抢权结果，即飞行监控席B为主控席，飞行监控席A为辅控席；
[0014](h)根据综合处理计算机发送的消息更新加载飞行监控席A和飞行监控席B，飞行监控席B加载主控席状态显示获得主控权限并开始向综合处理计算机软件发送周期性的心跳信号，心跳周期为T，飞行监控席A加载辅控席状态显示；
[0015](i)综合处理计算机软件会根据主控席位信息字段，过滤飞行监控席A的飞行控制指令；
[0016](j)在某个时刻，飞行监控席A根据需求发送抢权指令到综合处理计算机软件；
[0017](k)综合处理计算机软件采取基于抢权周期的保护策略，判断当前状态是否可以抢权，在可以抢权的情况下执行步骤l，否则回到步骤i；
[0018](l)综合处理计算机软件采取权限切换确认策略，发送消息告知飞行监控席B，飞行监控席B提供反馈给综合处理计算机软件，确认是否进行权限切换，飞行监控席B确认切换或超时未确认的情况下执行步骤m，否则回到步骤i；
[0019](m)综合处理计算机软件更新主控席信息字段并通知两个席位抢权结果，回到步骤c；
[0020]优选的，从步骤b开始，综合处理计算机软件需要开始记录飞行监控席A，即当前主控的心跳次数和最新一次心跳的时间，进入第一个抢权周期，周期为n
×
T，即n个心跳时间，n为大于2的整数。
[0021]优选的，抢权周期包含免扰阶段和抢权阶段两个阶段，两个阶段持续的时间分别是a
×
T和(n
‑
a)
×
T，即a和n
‑
a分别为a个和n
‑
a个心跳时间，a为整数且0﹤a﹤n。
[0022]优选的，在免扰阶段内，如果飞行监控席A心跳信号超时，k个心跳时间内综合处理计算机软件未收到心跳信号，k为整数且0﹤k﹤a，飞行监控席B可以进行抢权，否则飞行监控席B不可以进行抢权；在抢权阶段内，飞行监控席B随时可以进行抢权，该决策过程即“基于抢权周期的抢权策略”，步骤e中采用该策略判断飞行监控B席是否可以进行抢权,若不考虑采用该策略可直接进入步骤f。
[0023]一种基于无人机地面站主从飞行控制方法的系统，包括综合处理计算机、无人机系统、人机交互系统，所述无人机系统包括地面控制站、飞行平台以及通讯数据链路，所述
综合处理计算机，负责上下行数据的汇总和分发工作，所述人机交互系统，包含综合处理计算机软件，所述地面控制站包含两个飞行监控席位，硬件和软件设计上两个席位完全相同，均配备完整的监视和控制能力，所述飞行平台，飞行员通过地面站上的综合处理计算机软件界面对飞行平台进行监控，所述通讯数据链路包括上行数据链路和下行数据链路，飞行员的控制或查询指令通过上行数据链路发送至飞行平台，飞行平台的各类状态参数和回报数据通过下行链路发送至地面站综合处理计算机软件。
[0024]优选的，所述地面控制站的两个飞行监控席位分为主控席和非主控席，主控席和辅控席位通过席位计算机上的综合处理计算机软件共同实现无人本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机地面站主从飞行控制方法，其特征在于，设计有基于抢权周期的抢权策略和基于确认机制的抢权策略，步骤如下：(a)综合处理计算机软件初始化主控席信息字段并发送消息通知两个飞行监控席，两个飞行监控席分别有一个唯一的ID标识，综合处理计算机软件维护一个信息字段，用于存储当前主控席的ID，默认飞行监控席A为主控席，飞行监控席B为辅控席，即主控席信息字段初始化状态默认存储飞行监控席A的ID；(b)根据综合处理计算机发送的消息更新加载飞行监控席A和飞行监控席B的席位计算机，飞行监控席A加载主控席状态显示获得主控权限并开始向综合处理计算机软件发送周期性的心跳信号，心跳周期为T，飞行监控席B加载辅控席状态显示；(c)当两个席位发送控制指令到综合处理计算机软件时，综合处理计算机软件会根据主控席位信息字段，过滤飞行监控席B的飞行控制指令；(d)在某个时刻，飞行监控席B根据需求发送抢权指令到综合处理计算机软件；(e)综合处理计算机软件采取基于抢权周期的保护策略，判断当前状态是否可以抢权，在可以抢权的情况下执行步骤f，否则回到步骤c；(f)综合处理计算机软件采取权限切换确认策略，发送消息告知飞行监控席A，飞行监控席A提供反馈给综合处理计算机软件，确认是否进行权限切换，飞行监控席A确认切换或超时未确认的情况下执行步骤g，否则回到步骤c；(g)综合处理计算机软件更新主控席信息字段并通知两个席位抢权结果，即飞行监控席B为主控席，飞行监控席A为辅控席；(h)根据综合处理计算机发送的消息更新加载飞行监控席A和飞行监控席B，飞行监控席B加载主控席状态显示获得主控权限并开始向综合处理计算机软件发送周期性的心跳信号，心跳周期为T，飞行监控席A加载辅控席状态显示；(i)综合处理计算机软件会根据主控席位信息字段，过滤飞行监控席A的飞行控制指令；(j)在某个时刻，飞行监控席A根据需求发送抢权指令到综合处理计算机软件；(k)综合处理计算机软件采取基于抢权周期的保护策略，判断当前状态是否可以抢权，在可以抢权的情况下执行步骤l，否则回到步骤i；(l)综合处理计算机软件采取权限切换确认策略，发送消息告知飞行监控席B，飞行监控席B提供反馈给综合处理计算机软件，确认是否进行权限切换，飞行监控席B确认切换或超时未确认的情况下执行步骤m，否则回到步骤i；(m)综合处理计算机软件更新主...

【专利技术属性】
技术研发人员：田峰，刘鑫宇，冯张伟，周英博，叶国祥，张斌，潘力，卢春燕，李自强，彭闪，张玉芮，徐瑞，段涉川，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：