基于三維地理環(huán)境的無人機(jī)任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn).pdf

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1、第1期礦山測量No．12014年2月MINESURVEYINGFeb．2014do．i：10．3969／j．issn．1001—358X．2014．01．02基于三維地理環(huán)境的無人機(jī)任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)王有鎪，李克恭，昊文魁，張斌才(甘肅省基礎(chǔ)地理信息中心，蘭州730000)摘要：文中介紹了基于三維地理環(huán)境的無人機(jī)任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)設(shè)計的目標(biāo)和技術(shù)路線、系統(tǒng)的總體框架設(shè)計、系統(tǒng)實現(xiàn)的方法等方面的主要內(nèi)容。該任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)不但能夠利用詳細(xì)的戰(zhàn)區(qū)環(huán)境信息，而且可以事先對控防航路做出合理規(guī)劃，可以極大地提高飛行器

2、的生存能力。關(guān)鍵詞：三維地理環(huán)境；無人機(jī)；任務(wù)規(guī)劃；設(shè)計開發(fā)中圖分類號：P208文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B文章編號：1001—358X(2014)01—0004—042．1設(shè)計的目標(biāo)和主要內(nèi)容1引言(1)設(shè)計目標(biāo)無人機(jī)(UnmannedAirVehicles)是一種具有自實現(xiàn)三維場景中無人機(jī)自動航路規(guī)劃、自動任主能力的無人飛行器，世界上第一架無人機(jī)由英國務(wù)布置、自動武器配置；充分利用戰(zhàn)場實時信息，初人于1917年研制成功。20世紀(jì)五十年代后，無人機(jī)步實現(xiàn)無人機(jī)實時航路規(guī)劃；利用相關(guān)硬件設(shè)施，建有了較大發(fā)展。隨著無

3、人偵察機(jī)、無人通信機(jī)等多立完善的無人機(jī)作戰(zhàn)任務(wù)推演模塊；初步建立智能用途元人機(jī)的出現(xiàn)，無人機(jī)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用受到?jīng)Q策系統(tǒng)，能自動生成無人機(jī)目標(biāo)分配方案和多機(jī)各國普遍重視，特別是在近年來的兩次海灣戰(zhàn)爭，科場出動方案；建立多機(jī)種無人機(jī)實時監(jiān)視模塊；系統(tǒng)索沃戰(zhàn)爭以及美國對阿富汗的反恐戰(zhàn)爭中，無人機(jī)將基本解決無人機(jī)的超低空飛行問題，實現(xiàn)無人機(jī)在戰(zhàn)場偵察、情報收集、精確制導(dǎo)武器目標(biāo)定位、目飛行過程中的地形回避和地形跟隨能力。標(biāo)監(jiān)視、實時毀傷評估、戰(zhàn)斗支援甚至自殺性攻擊等2．2技術(shù)路線及流程圖方面發(fā)揮了重要作用。

4、無人機(jī)任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)(UAV，(1)技術(shù)路線及流程圖MissionPlanningSystem)簡稱MPS，是無人機(jī)作戰(zhàn)指系統(tǒng)的技術(shù)路線以系統(tǒng)開發(fā)的目標(biāo)為出發(fā)點，揮系統(tǒng)的核心部分。作戰(zhàn)任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)通過計算機(jī)通過對無人機(jī)執(zhí)行任務(wù)分析，建立地理空間信息框技術(shù)，基于地理信息系統(tǒng)、戰(zhàn)場情報系統(tǒng)、綜合數(shù)據(jù)架數(shù)據(jù)庫和專題數(shù)據(jù)庫，在各種數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上，結(jié)合鏈系統(tǒng)、無人機(jī)平臺特性、戰(zhàn)場(戰(zhàn)區(qū))威脅模型、專實際應(yīng)用需求，基于三維地理信息平臺和無線電通家決策系統(tǒng)、實時監(jiān)視系統(tǒng)、任務(wù)推演系統(tǒng)等各種支迅技術(shù)，采用動感效果比較好的

5、FLEX開發(fā)平臺二持系統(tǒng)，通過調(diào)用底層各類數(shù)據(jù)庫，為作戰(zhàn)決策人員次開發(fā)而成。如圖1所示。和作戰(zhàn)任務(wù)規(guī)劃人員提供可靠的綜合戰(zhàn)區(qū)信息，以(2)系統(tǒng)運行環(huán)境設(shè)計制定最佳作戰(zhàn)方案和最優(yōu)飛行方案。一架裝有飛行①操作系統(tǒng)：MicrosoftWindow2000／XP／win7．0；控制計算機(jī)和任務(wù)控制計算機(jī)的無人機(jī)在強(qiáng)大任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)的支持下，能夠?qū)δ繕?biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確打擊或信②開發(fā)語言：MicrosoftVisualStudio．Net2005、MicrosoftVisualBasic6．0、HTML、VBScript、

6、JavaS—息獲取。無人機(jī)在著陸時，通過任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)設(shè)計cript、T—SQL等；的著陸航線和任務(wù)控制等，能夠確保無人機(jī)安全著③三維地理信息平臺：Skyline5．1；陸，這對無人機(jī)尤其是大型無人機(jī)而言，是最為核心④數(shù)據(jù)庫：Access2000；的問題之一。本文就合作完成的基于三維地理環(huán)境⑤數(shù)據(jù)處理軟件：ArcGIS、ERDAS、PCI等；的無人機(jī)任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)的方法進(jìn)行論⑥建模軟件：3DMAX；述。(3)系統(tǒng)硬件最低配置：2系統(tǒng)的總體設(shè)計CPU主頻：PentiumIV3．0GHZ4第1期王有

7、我等：基于三維地理環(huán)境的無人機(jī)任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)2014年2月[巫困無人機(jī)任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)開發(fā)●●l有關(guān)資袈地信息數(shù)據(jù)IJ和”方案編寫Il專題數(shù)據(jù)整理和空II空間地理數(shù)據(jù)處理和Il建筑拍照和建模l間化『I三維地理環(huán)境建設(shè)lI專題模型制作I蠹網(wǎng)一一一國一一一廣一一lI基礎(chǔ)空間地理數(shù)據(jù)ll起降地信息和作戰(zhàn)預(yù)Il無人機(jī)和雷達(dá)、危險l庫建設(shè)fI案等專題庫建設(shè)lI源模型庫建設(shè)JI實體模形庫lf屬性數(shù)據(jù)庫I間地理數(shù)據(jù)庫f自動航線路規(guī)劃算法分析和無線電通訊接口研究＼I}／／＼I一模塊開發(fā)lI作戰(zhàn)任務(wù)推演模塊開發(fā)II

8、飛行監(jiān)視模塊開發(fā)場景軟件平臺硬件支持平臺圖2系統(tǒng)總體框架結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)測試和相關(guān)技術(shù)文檔編寫、組織驗收航路規(guī)劃模塊圖1系統(tǒng)實現(xiàn)的技術(shù)路線流程圖人工輔助規(guī)劃卜—一參數(shù)設(shè)置—一自動航線規(guī)劃內(nèi)存：2G內(nèi)存硬盤容量：80GB網(wǎng)卡：1o0M網(wǎng)絡(luò)適配器視圖工具II量測工具lf圖層控制JI航路編輯II信息傳輸顯卡：獨立顯卡、4C顯存空2．3系統(tǒng)總體框架設(shè)計間漫(1)設(shè)計原則游I藿I詈量I}I改系統(tǒng)設(shè)計遵循原則：先進(jìn)性和實用性原則；規(guī)范圖3任務(wù)規(guī)劃模塊結(jié)構(gòu)圖性原則；安全性和