一种机载无人机防撞技术自动化测试系统及其测试方法技术方案

本发明专利技术提供一种机载无人机防撞技术自动化测试系统及其测试方法，待测航电设备用于运行无人机防撞算法程序；测试主机用于运行自动化测试程序，包括：人在回路激励源系统、本机数据融合模块、防撞输入输出数据拦截模块以及对应测试要求插件；测试操作人员将需要测试的测试步骤在自动化测试程序上配置完成，自动化测试程序将自动启动子系统进行自动化测试，最终等待测试完成生成测试结果报表。本发明专利技术可快速的动态切换测试数据来源，并通过二三维视景仿真直观的展示测试验证结果，为无人机防撞算法提供了通用的技术验证手段，缩短了无人机防撞算法研发进程以及相关算法测试流程。算法研发进程以及相关算法测试流程。算法研发进程以及相关算法测试流程。

【技术实现步骤摘要】
一种机载无人机防撞技术自动化测试系统及其测试方法


[0001]本专利技术属于无人机
，具体涉及一种机载无人机防撞技术自动化测试系统及其测试方法。

技术介绍

[0002]随着信息技术的发展以及社会需求的增长，无人机被广泛应用于遥感探测、目标侦查、地形测绘、海上救援、无人机物流等领域。截至2020年底不完全统计，国内无人机保有量已超过200万架，按照美国每两年发布一次的《无人机系统发展路线图》可以预计未来十年全球无人机系统年均增速将保持20％以上，产值超过4000亿美元。飞速增长的无人机保有量对现有空域安全提出了较大的挑战，如何将无人机安全、效率的引入现有国家空域变成为了一个亟需解决的问题，因此，需要将飞行器的模拟乃至真实监视设备的监视数据引入至飞行仿真平台中供空中避撞算法进行仿真演示。
[0003]现有技术提供的测试方法(卫海粟,周尹强.无人机避让测试系统、方法、装置、终端设备及存储介质[P].四川省：CN112027107B,2022
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11)需要针对防撞测试要求额外开发、修改模拟探测装置，无法保证与真实场景中的防撞设备保持一致，并且在激励数据源仿真、模拟系统中不支持测试人员手动干预本机的飞行路线，导致不能灵活控制测试过程。
[0004]现阶段针对于大型航电系统的测试流程为以下三部分：
[0005]1.首先通过虚拟数据来验证相关算法的可行性；
[0006]2.将真实的航电系统嵌入进计算机中进行半实物仿真；
[0007]3.装机进行实际飞行试验。
[0008]三部分相互割裂，需要对每一部分针对性的进行测试验证设计，耗费大量的人力以及时间；同时，现有的通用测试验证工具仅支持本机数据或有限的支持空域范围内其余飞行器数据，难以满足无人机防撞系统对多目标机数据的要求，并且测试过程需要配合测试流程对航电系统进行修改，对航电系统的侵入性过强；在测试过程中，根据项目要求需要测试的步骤有可能多达百条，采用测试人员手动测试容易出现操作失误、结果误判等情况。
[0009]现行国内外所建立的飞行仿真平台多聚焦于对飞机模型本身进行飞行姿态的精细化控制，而对于本机的周边交通态势感知以及飞行器自身的航电数据关注较少，很难在飞行场景有多飞行器的相关算法、航电实物的测试中直接应用。

技术实现思路

[0010]针对上述技术问题，本专利技术通过布置一套可扩展的飞行器半实物仿真自动化测试平台，将测试流程中的前两部分动态的结合起来，针对不同的飞行测试场景，无需再对每一个场景特异化的分别进行纯数据仿真和半实物仿真，可通过选取不同的数据来动态的无缝切换进而实现前两部分的测试验证，支持测试空域内多目标机的生成，为复杂空域情况的航电系统的研究提供了技术基础，引入自动化测试的概念，测试人员只需选择需要测试的项目即可等待测试结果报表生成，大大的降低了无人机防撞系统测试验证时所耗费的人
力、时间、经费等成本；同时，本专利技术在开发阶段采用非侵入式的插件化开发，通过在要测试的航电系统的输入、输入端口加装拦截器截取数据进行测试，这样测试过程中无需对航电系统进行修改，能够有效提高测试结果的可靠性；并且，将测试步骤封装为可扩展的插件，根据不同的测试业务需求，动态更新替换测试插件，这使测试系统能够支持测试各种不同的航电系统；并且本专利技术在数据仿真模块支持操作员使用操纵杆手动接管本机的飞行姿态，在操作员更改飞行姿态后数据仿真模块会根据调整后的姿态对后续的数据进行自动外推，这使我们的测试流程更加灵活。
[0011]具体的技术方案为：
[0012]一种机载无人机防撞技术自动化测试系统，包括操纵杆、待测航电设备以及测试主机；
[0013]所述的待测航电设备用于运行无人机防撞算法程序；
[0014]测试主机用于运行自动化测试程序，包括的子系统有：人在回路激励源系统、本机数据融合模块、防撞输入输出数据拦截模块以及对应测试要求插件；测试操作人员将需要测试的测试步骤在自动化测试程序上配置完成，自动化测试程序将自动启动本机人在回路激励源系统、本机数据融合模块、防撞输入输出数据拦截模块以及对应测试要求插件进行自动化测试，最终等待测试完成生成测试结果报表。
[0015]一种机载无人机防撞技术自动化测试方法，采用上述一种机载无人机防撞技术自动化测试系统，其特征在于，所述的测试系统的各个子系统间通过WebSocket以及UDP协议相连接，本机的位置信息、速度信息、高度信息以及其余必备信息，目标机的ADS
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B信息、TCAS信息、Radar信息以及其他监视信息由模拟监视数据源产生，并通过UDP传输至本机人在回路激励源系统；
[0016]人在回路激励源系统通过将捕获到的硬件操作杆数据与输入的数据进行融合得到本机人在回路后的真实航迹信息输入到待测防撞算法中，待防撞算法生成防撞数据输出时，防撞输入输出数据拦截模块将本次的输入输出数据返回至自动化测试程序，自动化测试程序根据测试需求将数据分发给对应插件计算测试结果，等待所有测试步骤完成后，自动化测试程序将所有测试结果打包生成测试结果报表。
[0017]在以往的大型关键航电设备的测试过程中，由于系统较为庞大复杂，且各部件耦合度较高，导致测试过程复杂，占用时间长，不利于新型航电设备的研发；本专利技术所提供的一种机载无人机防撞技术自动化测试系统及其测试方法，提供了一套分布式的自动测试验证平台，可快速的动态切换测试数据来源，并通过二三维视景仿真直观的展示测试验证结果，本测试验证系统为无人机防撞算法提供了通用的技术验证手段，大大的缩短了无人机防撞算法研发进程以及相关算法测试流程。
附图说明
[0018]图1为本专利技术提供的自动化测试系统结构组成示意图；
[0019]图2为本专利技术提供的自动化测试系统工作流程。
具体实施方式
[0020]结合附图说明本专利技术的具体技术方案。
[0021]一种机载无人机防撞技术自动化测试系统的总体设计结构如图1所示，包括操纵杆、待测航电设备以及测试主机；
[0022]所述的待测航电设备用于运行无人机防撞算法程序；
[0023]测试主机用于运行自动化测试程序，包括的子系统有：人在回路激励源系统、本机数据融合模块、防撞输入输出数据拦截模块以及对应测试要求插件；测试操作人员将需要测试的测试步骤在自动化测试程序上配置完成，自动化测试程序将自动启动本机人在回路激励源系统、本机数据融合模块、防撞输入输出数据拦截模块以及对应测试要求插件进行自动化测试，最终等待测试完成生成测试结果报表。
[0024]如图2所示，本专利技术的测试方法为：
[0025]快速测试验证平台子系统间通过WebSocket(WebSocket是一种在单个TCP连接上进行全双工通信的协议)以及UDP(User Datagram Protocol，Internet协议集支持一个无连接的传输协议，该协议称为用户数据报协议)协议相连接，如图2所示。本机的位置信息、速度信息、高度信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机载无人机防撞技术自动化测试系统，其特征在于，包括操纵杆、待测航电设备以及测试主机；所述的待测航电设备用于运行无人机防撞算法程序；测试主机用于运行自动化测试程序，包括的子系统有：人在回路激励源系统、本机数据融合模块、防撞输入输出数据拦截模块以及对应测试要求插件；测试操作人员将需要测试的测试步骤在自动化测试程序上配置完成，自动化测试程序将自动启动本机人在回路激励源系统、本机数据融合模块、防撞输入输出数据拦截模块以及对应测试要求插件进行自动化测试，最终等待测试完成生成测试结果报表。2.一种机载无人机防撞技术自动化测试方法，其特征在于，采用权利要求1一种机载无人机防撞技术自动化测试系统，其特征在于，所述的测试系统的各个...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊焕鑫，张维东，赖小刚，陶俊欢，
申请(专利权)人：成都福瑞空天科技有限公司，
类型：发明
国别省市：