一種多無(wú)人機(jī)操控信息顯示系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無(wú)人機(jī)操控信息顯示領(lǐng)域，具體涉及一種多無(wú)人機(jī)操控信息顯示系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]無(wú)人機(jī)集群作戰(zhàn)已經(jīng)成為未來(lái)無(wú)人機(jī)發(fā)展與應(yīng)用領(lǐng)域中的必然趨勢(shì)。目前，對(duì)于無(wú)人機(jī)的操控主要借助于無(wú)人機(jī)地面控制站，它通過(guò)顯示無(wú)人機(jī)的飛行狀態(tài)信息，進(jìn)而支持操控人員對(duì)無(wú)人機(jī)的控制。
[0003]傳統(tǒng)的無(wú)人機(jī)地面控制站一般只能控制單個(gè)無(wú)人機(jī)，顯示其飛行狀態(tài)信息和任務(wù)信息，同時(shí)為了保證機(jī)動(dòng)性與靈活性，無(wú)人機(jī)地面控制站經(jīng)常以車載的形式存在。而一般情況下，車輛受限于體積、重量等因素，無(wú)法裝備多套無(wú)人機(jī)系統(tǒng)，且多套系統(tǒng)的存在也有可能引發(fā)數(shù)據(jù)干擾等問(wèn)題。因此，以目前的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)多無(wú)人機(jī)集群作戰(zhàn)任務(wù)還是要依靠多個(gè)分立的單無(wú)人機(jī)地面控制站進(jìn)行操控，顯然這樣的方式無(wú)法為操控人員提供對(duì)整個(gè)無(wú)人機(jī)群以及戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)的感知，也很難完成多無(wú)人機(jī)協(xié)同與控制任務(wù)。
[0004]此外，對(duì)于一些無(wú)人直升機(jī)超低空集群作戰(zhàn)任務(wù)來(lái)說(shuō)，無(wú)人直升機(jī)在低空飛行時(shí)會(huì)面對(duì)復(fù)雜的環(huán)境，容易與地面障礙物發(fā)生觸碰，進(jìn)而引發(fā)飛行事故，影響集群控制與作戰(zhàn)效率，而現(xiàn)有的無(wú)人機(jī)操控信息并不指示無(wú)人機(jī)與地形間的相對(duì)關(guān)系，無(wú)法有力的支持多無(wú)人機(jī)超低空飛行任務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)已有技術(shù)的不足，本發(fā)明公開(kāi)一種多無(wú)人機(jī)操控信息顯示系統(tǒng)，它可以實(shí)時(shí)展示至多六架無(wú)人機(jī)的飛行狀態(tài)信息及其機(jī)載圖像傳感器信息，可以綜合展示所有無(wú)人機(jī)的地理位置與相對(duì)關(guān)系，同時(shí)還能夠在三維虛擬地圖中標(biāo)識(shí)每個(gè)無(wú)人機(jī)的空間位置，用戶可以通過(guò)按鍵調(diào)整觀察視角，實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)群多角度、全方位的觀測(cè)，進(jìn)而以可視化的方式感知無(wú)人機(jī)與地形之間的關(guān)系，尤其對(duì)于需要進(jìn)行低空、超低空飛行的無(wú)人直升機(jī)群，無(wú)人直升機(jī)與地形間相對(duì)關(guān)系的展示能夠有效增強(qiáng)操控人員的態(tài)勢(shì)感知能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)群的有效控制。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種多無(wú)人機(jī)操控信息顯示系統(tǒng)，其特征在于:包括一個(gè)數(shù)據(jù)接收單元用于接受來(lái)自機(jī)載傳感器的飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)和機(jī)載傳感器的圖像數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)分類存儲(chǔ)到每個(gè)無(wú)人機(jī)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元中；
[0007]—個(gè)處理單元根據(jù)存儲(chǔ)單元內(nèi)每個(gè)無(wú)人機(jī)飛行狀態(tài)信息、地形數(shù)據(jù)庫(kù)信息以及控制單元的控制選項(xiàng)，計(jì)算生成綜合信息顯示集；
[0008]—個(gè)顯示單元結(jié)合顯示參數(shù)整體展示綜合信息顯示集。
[0009]所述的綜合信息顯示集包括了無(wú)人機(jī)飛行狀態(tài)頁(yè)面、二維電子地圖頁(yè)面和三維虛擬地圖頁(yè)面。
[0010]所述的無(wú)人機(jī)飛行狀態(tài)頁(yè)面用于顯示多架無(wú)人機(jī)的飛行狀態(tài)、機(jī)載傳感器圖像及機(jī)械參數(shù)信息。
[0011]所述的無(wú)人機(jī)飛行狀態(tài)信息包括速度符號(hào)、高度符號(hào)、航向符號(hào)、當(dāng)前無(wú)人機(jī)標(biāo)識(shí)、風(fēng)速風(fēng)向信息、時(shí)間信息、經(jīng)瑋度信息。
[0012]速度符號(hào)以速度刻度和指示符的組合展示無(wú)人機(jī)當(dāng)前的飛行速度，單位為英里/小時(shí)(mi/h)，同時(shí)以數(shù)顯框展示當(dāng)前速度和預(yù)選速度的數(shù)字值。
[0013]高度符號(hào)以高度刻度和指示符的組合展示無(wú)人機(jī)當(dāng)前的飛行高度，單位為英尺(ft)，同時(shí)以數(shù)顯框展示當(dāng)前高度和預(yù)選高度的數(shù)字值。
[0014]航向符號(hào)包括航向刻度、當(dāng)前航向指示符、預(yù)選航向值、當(dāng)前航向值，航向單位為度，當(dāng)前航向指示符在航向刻度上方指示航向值，航向刻度的左邊和右邊分別以數(shù)顯框顯示預(yù)選航向值和當(dāng)前航向值。
[0015]當(dāng)前無(wú)人機(jī)標(biāo)識(shí)包括一個(gè)飛機(jī)符號(hào)和無(wú)人機(jī)編號(hào)。風(fēng)速風(fēng)向信息指示當(dāng)前無(wú)人機(jī)所處環(huán)境的風(fēng)速和風(fēng)向，單位分別為度和米/每秒。
[0016]時(shí)間信息則指示當(dāng)前的時(shí)間。經(jīng)瑋度信息指示當(dāng)前無(wú)人機(jī)的地理位置，單位為度。
[0017]所述的機(jī)載傳感器圖像顯示于無(wú)人機(jī)飛行狀態(tài)頁(yè)面中央，機(jī)載傳感器的圖像數(shù)據(jù)源自機(jī)載可見(jiàn)光或紅外傳感器，指示當(dāng)前無(wú)人機(jī)前方的場(chǎng)景狀態(tài)。
[0018]所述的機(jī)械參數(shù)信息包括了:發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信息、渦輪溫度信息、油量信息、螺旋槳轉(zhuǎn)速信息。發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信息用“TQ”表示，指示發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩?cái)?shù)值，單位為牛頓米(Nm)。渦輪溫度信息用“TT”表示，指示發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪的溫度，單位為度(V)。油量信息用“FU”表示，指示無(wú)人機(jī)的油量信息，單位為公斤(Kg)。螺旋槳轉(zhuǎn)速信息用“PR”表示，指示螺旋槳轉(zhuǎn)速，以百分比(％)顯示每分鐘的轉(zhuǎn)速。這四個(gè)符號(hào)均以圓形表示總量、以扇形表示當(dāng)前值或已用量，在圓形兩側(cè)分別顯示對(duì)應(yīng)的數(shù)字值。
[0019]所述的二維電子地圖頁(yè)面包括了二維導(dǎo)航地圖、飛機(jī)選項(xiàng)信息、任務(wù)信息；所述的二維導(dǎo)航地圖包括了無(wú)人機(jī)位置符號(hào)、目標(biāo)區(qū)域符號(hào)、飛行路徑符號(hào)，二維導(dǎo)航地圖展示無(wú)人機(jī)群任務(wù)區(qū)域的地理信息。無(wú)人機(jī)位置符號(hào)指示無(wú)人機(jī)在二維導(dǎo)航地圖上的位置，并以數(shù)字作為無(wú)人機(jī)的序號(hào)標(biāo)識(shí)，目標(biāo)區(qū)域符號(hào)指示無(wú)人機(jī)群的作戰(zhàn)目標(biāo)，可以是地圖上的一個(gè)點(diǎn)或者一片范圍，用圓形和十字的組合表示；飛行路徑符號(hào)用虛線表示，指示無(wú)人機(jī)飛過(guò)的路徑信息；所述的飛機(jī)選項(xiàng)信息展示當(dāng)前無(wú)人機(jī)群的列表，每一項(xiàng)包括飛機(jī)符號(hào)、無(wú)人機(jī)編號(hào)和該無(wú)人機(jī)對(duì)應(yīng)的導(dǎo)航頻率，單位為兆赫茲(MHz);所述的任務(wù)信息，以文字的形式展示無(wú)人機(jī)的飛行任務(wù)信息，包括任務(wù)類型、飛行距離、目標(biāo)情況。
[0020]所述的三維虛擬地圖頁(yè)面包括了三維地圖、飛機(jī)符號(hào)、視角控制模塊；其中，三維地圖是根據(jù)無(wú)人機(jī)地面站地形數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建的，能夠以三維形式展示地形場(chǎng)景，并凸顯無(wú)人機(jī)在地形場(chǎng)景中的位置與姿態(tài)；飛機(jī)符號(hào)用三維飛機(jī)模型表示，其顯示位置實(shí)時(shí)指示飛機(jī)當(dāng)前的實(shí)際位置；視角控制模塊包括了輸入框和滑動(dòng)按鈕，輸入框用于輸入觀測(cè)點(diǎn)位置，控制觀測(cè)視角，由X、Y、Z三部分值組成，觀測(cè)點(diǎn)的X和Y值也可以直接由操控人員在二維導(dǎo)航地圖上確定，滑動(dòng)按鈕則用于控制觀測(cè)視角，包括朝向、俯仰和滾轉(zhuǎn)，分別用H、P和R表示，用滑動(dòng)按鈕拖動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)觀測(cè)視角的變化。
[0021]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:對(duì)于多無(wú)人機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，可以綜合顯示多個(gè)無(wú)人機(jī)的空間位置，突出顯示無(wú)人機(jī)與地形間的相對(duì)關(guān)系，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)二維地圖與三維場(chǎng)景的對(duì)應(yīng)，進(jìn)而增強(qiáng)操控人員對(duì)無(wú)人機(jī)群的控制能力，增強(qiáng)操控人員的態(tài)勢(shì)感知能力，以此輔助地面操控人員進(jìn)行多無(wú)人機(jī)協(xié)同與控制任務(wù)。此外，本發(fā)明能夠減小顯示設(shè)備的尺寸，提高多無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)性和靈活性。
[0022]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明:
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為一種多無(wú)人機(jī)操控信息顯示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0024]圖2為綜合信息顯示集的顯示分布圖。
[0025]圖3為無(wú)人機(jī)飛行狀態(tài)頁(yè)面中單個(gè)無(wú)人機(jī)飛行狀態(tài)示意圖。
[0026]圖4為無(wú)人機(jī)二維電子地圖頁(yè)面的示意圖。
[0027]圖5為無(wú)人機(jī)三維虛擬地圖頁(yè)面的示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0028]圖1給出了一種多無(wú)人機(jī)操控信息顯示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，包括一個(gè)數(shù)據(jù)接收單元102接受來(lái)自機(jī)載傳感器101的飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)接收單元102再將收到的數(shù)據(jù)分類存儲(chǔ)到存儲(chǔ)單元103中，其具體過(guò)程是對(duì)每個(gè)無(wú)人機(jī)個(gè)體的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類，存儲(chǔ)在一起。再由一個(gè)處理單元106根據(jù)存儲(chǔ)單元103中每個(gè)無(wú)人機(jī)的飛行狀態(tài)信息、地形數(shù)據(jù)庫(kù)104中的虛擬地形信息以及控制單元105的控制選項(xiàng)，計(jì)算生成綜合信息顯示集，最后由顯示單元107整體顯示綜合信息顯示集。
[0029]機(jī)載傳感器101能夠檢測(cè)無(wú)人機(jī)的飛行狀態(tài)信息，包括速度、高度、航向、風(fēng)速風(fēng)向、時(shí)間、地理位置和機(jī)械參數(shù)，其中機(jī)械參數(shù)又包括了與無(wú)人機(jī)飛行相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩、渦輪溫度、油量、螺旋槳轉(zhuǎn)速，這些信息由數(shù)據(jù)接收單元102依次接收。存儲(chǔ)單元103是存取速度較快的存儲(chǔ)器，進(jìn)而支持?jǐn)?shù)據(jù)的分類存儲(chǔ)和快速讀取?？刂茊卧?05由鼠標(biāo)、鍵盤和多個(gè)操控手柄構(gòu)成，其中鼠標(biāo)和鍵盤用于設(shè)置三維虛擬地圖的觀測(cè)參數(shù)，而每個(gè)手柄則分別對(duì)應(yīng)一架無(wú)人機(jī)，用于控制其飛行姿態(tài)。地形數(shù)據(jù)庫(kù)104預(yù)先存儲(chǔ)了作戰(zhàn)區(qū)域的三維地形數(shù)據(jù)，帶有單色或網(wǎng)格狀態(tài)的紋理，能夠反映地形和地物特征。顯示單元107接受處理單元106生成的綜合信息顯示集輸出最終顯示畫(huà)面，顯示單元由三臺(tái)液晶顯示器構(gòu)成。
[0030]圖2給出了綜合信息顯示集的顯示分布圖，也就是顯示單元107輸出的顯示式樣。其中顯示單元107由三臺(tái)顯示器構(gòu)成，擺放位置如圖所示，顯示內(nèi)容包括了無(wú)人機(jī)飛行狀態(tài)頁(yè)面201，二維電子地圖頁(yè)面202，三維虛擬地圖頁(yè)面203。其中，無(wú)人機(jī)飛行狀態(tài)頁(yè)面201至多能夠顯示六架無(wú)人機(jī)的飛行狀態(tài)，如204指示其中一架