[发明专利]一种异构多无人机监控系统及方法

权利要求书

1.一种异构多无人机监控系统，其特征在于，所述异构多无人机监控系统包括监控中心主机、数据采集设备、通信硬件设备、监控计算机及多无人机监控软件，所述监控中心主机通过交换机与若干无人机监控组建立数据连接，无人机监控组均包括通信硬件设备、数据采集设备及监控计算机，监控计算机运行多无人机监控软件，且无人机监控组的通信硬件设备分别与至少一个监控计算机建立数据连接，所述监控计算机通过数据采集设备与无人机地面控制站建立数据连接；

所述数据采集设备包括图像采集硬件子模块和遥测数据采集硬件子模块，其中所述图像采集硬件子模块包括图像采集卡、接口转换设备、连接线缆，其中所述连接线缆分别与图像采集卡、接口转换设备电气连接；所述遥测数据采集硬件子模块包括交换机、文字识别设备及连接线缆；

所述异构多无人机监控系统的构建方法，包括如下步骤：S1，系统组网，首先根据参与任务的无人机数量、类型、飞行任务及任务区域环境条件，以多无人机指挥中心为网络监控中心、各无人机监控组为节点构成星型网络通信架构，构建多无人机系统与指挥中心、无人机系统之间的通信网络，监控中心通过交换机与无人机监控组连接，每个无人机监控组均与至少一个无人机系统配套，然后将数据采集设备、通信硬件设备、监控计算机及无人机地面控制站连接起来，构成相应的无人机监控组，每个无人机监控组与监控中心建立数据连接，完成系统连接组网；

S2，监控系统设置，完成S1步骤后，监控主机、各监控计算机均运行多无人机监控软件，完成监控软件的数据采集、通信网络、多无人机管理设置，完成软件系统的联机运行；

S3，无人机监控作业；在无人机飞行准备过程中，由监控主机利用多无人机监控软件实现多无人机预先任务规划，分别向相应的无人机监控组推送无人机飞行任务规划方案，无人机监控组的监控计算机将接收的飞行任务规划方案进一步精确规划，明确监控组内无人机的任务分配和航迹规划计划，并将计划发送至相应的无人机地面控制站；在无人机执行任务过程中，各无人机监控组采集并共享无人机的实时状态数据，各无人机和监控中心均能实时监测区域内多无人机的飞行状态、掌握区域内无人机的空情信息，监控中心和各监控计算机根据动态变化态势及时沟通并进行任务再规划，监控中心负责多无人机的任务粗规划、各监控计算机负责其相应无人机的任务细规划，并及时更新无人机飞行航线和任务分配目标；

所述S2步骤中，多无人机监控软件系统包括多无人机管理子模块、地图操作子模块、多无人机任务分配子模块、多无人机航迹规划子模块、无人机状态显示子模块和数据上报子模块；

所述多无人机管理子模块包括接口功能和管理功能，结构功能为通信链路维护、信息接收和信息转发；管理功能为任务管理、资源管理和成员管理；多无人机管理子模块向航迹规划和任务分配子模块输入任务信息、资源信息和成员信息；

所述地图操作子模块用于实现数字地图的可视化，构建任务规划的二维和三维地图场景；地图操作模块基于OSG/SOFEarth开发，实现高程数据和影像数据的加载，建立具备真实感的数字地球；

所述无人机状态显示子模块用于无人机状态阐述的显示，实现多无人机的可视化实时监测，在软件状态显示区域，显示出无人机位置、姿态、速度、图像信息；并在数字地球上标绘航迹线；

所述任务分配子模块用于无人机任务模型构建和任务的分配，实现飞行前任务预分配和飞行中的任务动态分配，得到高效合理的任务分配方案；

所述航迹规划子模块用于实现无人机航迹模型构建和航迹规划，实现飞行前航迹预先规划和飞行中的航迹动态规划，得到安全有效的飞行航迹；

成果报告子模块用于实现状态监控成果的保存和输出，以图表形式生成状态监测和任务规划的关键数据成果，并将成果保存和输出；

所述S2步骤中，数据采集设备包括图像采集硬件子模块和遥测数据采集硬件子模块；

所述图像采集硬件子模块包括图像采集卡、接口转换设备，且接口转换设备为VGA、VGA转HDMI+VGA、BNC转AV接口转换设备中的任意一种或几种；所述遥测数据采集硬件模块包括网线、交换机、文字识别设备。

2.根据权利要求1所述的一种异构多无人机监控系统，其特征在于，所述通信硬件设备包括双绞线通讯、光纤通讯、以太网远传+被复线通讯、微波接力和卫星通讯中的任意一种或几种共同使用。