CN107870625A - 一种无人直升机机载任务管理器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无人直升机机载任务管理器，其中，所述机载任务管理器包括ATR机箱(151)，在ATR机箱(151)内设置有水平放置的母板(152)，在母板(152)上设置有综合控制板(153)和武器发控板(154)，其中，在所述综合控制板(153)上设置有信息转发模块(1531)、信息提取与打包模块(1532)和指令分发模块(1533)，在所述武器发控板(154)上设置有上电控制模块(1541)和点火控制模块(1542)。所述机载任务管理器可以实现多功能模块化控制，且控制精度高，能实现对目标的精确打击。

Description

一种无人直升机机载任务管理器
技术领域
本发明涉及无人直升机，尤其涉及一种无人直升机机载任务管理器。
背景技术
在现代战争中，打击一些稍纵即逝的机动目标和时敏目标是作战的关键。在现有技术中，可以携带武器且进行打击的较多为固定翼飞机，但是固定翼飞机不能悬停照射、不能悬停攻击、挂重第等缺点。
而针对于上述缺陷，采用无人直升机均能得到有效解决，因为无人直升机可以实现悬停照射和悬停攻击，并且，相对于有人直升机，无人直升机无人驾驶、人身安全性高，体积较小、不易被侦测，构造简单、性价比高。
但是，对于察打一体无人直升机而言，最主要的是其机载任务管理器，因为察打一体无人直升机是多任务规划配置，因此，对于作为综合指挥枢纽的机载任务管理器的要求最为严格。
但是，现有技术并没有公开察打一体的无人直升机的机载任务管理器。
发明内容
为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种无人直升机机载任务管理器，从而完成本发明。
本发明一方面提供了一种无人直升机机载任务管理器，具体体现在以下方面：
(1)一种无人直升机机载任务管理器，其设置于无人直升机机载系统上，其特征在于，所述机载任务管理器包括ATR机箱151，在ATR机箱151内设置有水平放置的母板152，在母板152上设置有综合控制板153和武器发控板154。
(2)根据上述(1)所述的机载任务管理器，其特征在于，所述综合控制板153和武器发控板154均垂直设置于母板152上。
(3)根据上述(1)或(2)所述的机载任务管理器，其特征在于，所述母板152用于连接综合控制板153和武器发控板154，并为综合控制板153和武器发控板154提供电源、数据信息和电平控制信号；
所述综合控制板153用于处理无人直升机机载系统的各部件输出的信息；
所述武器发控板154用于接收地面控制站发送的“上电”指令和“点火”指令，进而分别控制机载武器的上电和点火发射。
(4)根据上述(1)至(3)之一所述的机载任务管理器，其特征在于，所述无人直升机机载系统的各部件包括机载数据链终端11、稳瞄装置12、飞控模块13、武器模块14，其中，
所述综合控制板153用于将稳瞄装置12、飞控模块13和武器模块14传输的数据信息以及武器模块14传输的图像信息转发给地面控制站，并对稳瞄装置12和飞控模块13传输的数据信息进行提取并打包，然后发送给武器模块14，同时，用于接收地面控制站输出的指令信息，并将指令信息分发给稳瞄装置12、飞控模块13和武器模块14。
(5)根据上述(1)至(4)之一所述的机载任务管理器，其特征在于，在所述综合控制板153上设置有信息转发模块1531、信息提取与打包模块1532和指令分发模块1533。
(6)根据上述(1)至(5)之一所述的机载任务管理器，其特征在于，
所述信息转发模块1531用于将稳瞄装置12和飞控模块13传输的数据信息、武器模块14传输的数据信息以及图像信息转发给机载数据链终端11，然后传输给地面控制站；
所述信息提取与打包模块1532用于将稳瞄装置12和飞控模块13传输给机载任务管理器的数据信息进行提取并打包，然后发送给武器模块14；
所述指令分发模块1533用于将地面控制站反馈的指令信息分别分发给稳瞄装置12和飞控模块13。
(7)根据上述(1)至(6)之一所述的机载任务管理器，其特征在于，在所述武器发控板154上设置有上电控制模块1541和点火控制模块1542，其中，
所述上电控制模块1541用于接收地面控制站发出的“上电”指令，并控制机载武器进行上电；
所述点火控制模块1542用于接收地面控制站发出的“点火”指令，并控制机载武器进行点火发射。
(8)根据上述(1)至(7)之一所述的机载任务管理器，其特征在于，所述机载任务管理器还包括变压器155和航插组件。
(9)根据上述(1)至(8)之一所述的机载任务管理器，其特征在于，所述航插组件包括
电源输入航插156，其为航空专用插头，用于给予内部电路部件电力供应；和
信号交互航插157，用于与稳瞄装置12、飞控模块13、武器模块14和机载数据链终端11进行信号交互。
(10)根据上述(1)至(9)之一所述的机载任务管理器，其特征在于，所述机载任务管理器还包括减震器和机载电源，其中，所述减震器用于适应无人直升机的振动环境，减小由于振动对ATR机箱内部构件结构和电磁环境的影响；所述机载电源用于提供22～33V的电压，并且，通过航插组件引入，为机载任务管理器中的母板151、综合控制板152和武器发控板153提供电压。
附图说明
图1示出本发明所述无人直升机的结构示意图；
图2示出本发明所述机载任务管理器的结构示意图。
附图标号说明：
11-机载数据链终端；12-稳瞄装置；13-飞控模块；14-武器模块；151-ATR机箱；152-母板；153-综合控制板；1531-信息转发模块；1532-信息提取与打包模块；1533-指令分发模块；154-武器发控板；1541-上电控制模块；1542-点火控制模块；155-变压器；156-电源输入航插；157-信号交互航插。
具体实施方式
下面通过附图对本发明进一步详细说明。通过这些说明，本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。
本发明提供了一种无人直升机机载任务管理器，其设置于无人直升机的机载系统上，其中，如图2所示，所述机载任务管理器包括ATR机箱151，在ATR机箱151内设置有水平放置的母板152，在母板152上设置有综合控制板153和武器发控板154。
其中，所述ATR机箱采用航空ATR标准制作。
在进一步优选的实施方式中，所述综合控制板153和武器发控板154均垂直设置于母板152上。
其中，所述母板152用于连接综合控制板153和武器发控板154，并为综合控制板153和武器发控板154提供电源、数据信息和电平控制信号；所述综合控制板153用于处理无人直升机机载系统的各部件输出给机载任务管理器的信息；所述武器发控板154用于接收地面控制站发送的“上电”指令和“点火”指令，进而控制机载武器分别进行的上电和点火发射。
根据本发明一种优选的实施方式，如图1所示，所述无人直升机机载系统的各部件包括机载数据链终端11、稳瞄装置12、飞控模块13、武器模块14。
其中，所述机载数据链终端11用于与地面控制站进行信息传输；所述稳瞄装置12用于在地面控制站的控制下对目标进行搜索、探测、识别、锁定、跟踪和定位；所述飞控模块13用于控制无人直升机的飞行；所述武器模块14用于承载机载武器，并接收地面控制站发送的“点火”指令后进行武器的发射。
在本发明中，采用机载数据链终端11进行无人直升机与地面控制站之间的信息传输，所述机载数据链终端11能够实现远距离传输，具体地，可实现100km以上的远距离信息传输，并且，传输过程稳定，保证了信息传输的及时性，并且其安全性好，其中，所述信息包括机载系统传输给地面控制站的数据信息和图像信息以及地面控制站发送给机载系统的指令信息。
在进一步优选的实施方式中，稳瞄装置12在对目标进行搜索的过程中将搜索到的周边环境进行拍摄，得到图像信息。
在更进一步优选的实施方式中，在所述武器模块14上承载有机载武器，在机载武器上设置有导引头。在稳瞄装置12对目标进行定位后，地面控制站控制导引头上电，导引头开始对目标进行搜索，并将搜索过程中搜索到的周边环境进行拍摄，得到图像信息。
根据本发明一种优选的实施方式，所述综合控制板153用于将稳瞄装置12、飞控模块13和武器模块14传输的数据信息以及武器模块14传输的图像信息转发至地面控制站，并对稳瞄装置12和飞控模块13传输的数据信息进行提取并打包，然后发送给武器模块14，同时，用于接收地面控制站输出的指令信息，并将指令信息分发给稳瞄装置12、飞控模块13和武器模块14。
其中，稳瞄装置12传输的数据信息包括目标距离、方位角、高低角、无人直升机姿态角(俯仰角、偏航角和滚转角)和无人直升机位置(经度、纬度和高度)；所述飞控模块13传输的数据信息包括时间信息、无人直升机的姿态角(俯仰角、偏航角和滚转角)、无人直升机的位置(经度、纬度和高度)、无人直升机的地速和无人直升机的速度方向，所述速度方向是指无人直升机的速度所在的方向，因为速度是矢量；所述武器模块传输的数据信息为机载武器的状态，所述状态包括非工作状态、上电状态和点火状态。武器模块14传输的图像信息为导引头上电后，进行目标搜索过程中拍摄到的图像。
其中，所述稳瞄装置包括激光测照器，在稳瞄装置对目标进行锁定后，激光测照器发射从无人直升机到目标的激光线，并通过激光线测量目标距离、方位角和高低角等。所述目标距离是指无人直升机与目标之间的直线距离；所述方位角是指由上方俯视，飞机航向为0位，顺时针为正；所述高低角是方位角为0°时，以水平向前为0位，抬头为正，低头为负。
根据本发明一种优选的实施方式，所述稳瞄装置12将检测到的数据信息直接传输给机载任务管理器，由机载任务管理器传送给机载数据链终端11；同时，所述稳瞄装置12将检测到的图像信息不经过机载任务管理器，而是直接传输给机载数据链终端11。
根据本发明一种优选的实施方式，如图2所示，在所述综合控制板153上设置有信息转发模块1531、信息提取与打包模块1532和指令分发模块1533。
其中：
所述信息转发模块1531用于将稳瞄装置12和飞控模块13传输的数据信息、武器模块14传输的数据信息以及图像信息转发给机载数据链终端11，然后传输给地面控制站；
所述信息提取与打包模块1532用于将稳瞄装置12和飞控模块13传输给机载任务管理器的数据信息进行提取并打包，然后发送给武器模块14，其中，提取飞控模块检测的无人直升机的姿态角和位置以及稳瞄装置检测的高低角、方位角和目标距离等数据信息；
所述指令分发模块1533用于将地面控制站反馈的指令信息分别分发给稳瞄装置12和飞控模块13。
在进一步优选的实施方式中，机载任务管理器中的信息转发模块1531将稳瞄装置12、飞控模块13和武器模块14传送的数据信息以及武器模块14传送的图像信息全部转发给机载数据链终端11，然后传输给地面控制站2。
在更进一步优选的实施方式中，机载任务管理器中的信息提取与打包模块1532将稳瞄装置12和飞控模块13传送给机载任务管理器的数据信息进行部分提取并打包，然后输出给武器模块14。
其中，信息提取与打包模块1532进行提取并打包的数据包括稳瞄装置12输出的高低角、方位角和目标距离等数据信息以及飞控模块13输出的无人直升机的姿态角和位置等数据信息。
根据本发明一种优选的实施方式，如图2所示，在所述武器发控板154上设置有上电控制模块1541和点火控制模块1542，其中，
所述上电控制模块1541用于控制机载武器进行上电；
所述点火控制模块1542用于控制机载武器进行点火发射。
在进一步优选的实施方式中，地面控制站向机载任务管理器发送“上电”信号，所述综合控制板153接收到该信号，向武器发控板154发送一个TTL高电平信号，武器发控板154上电，然后综合控制板153与武器发控板154进行通讯，武器发控板154中的上电控制模块发送TTL电平信号给武器，控制武器上电(即导引头上电)。
在更进一步优选的实施方式中，地面控制站向机载任务管理器发送“点火”信号，所述综合控制板153接收到该信号，并与武器发控板154进行通讯，武器发控板154中的点火控制模块发送瞬时大电流给武器，优选10安大电流，进行武器的点火发射。
根据本发明一种优选的实施方式，如图2所示，所述机载任务管理器还包括变压器155和航插组件。
在进一步优选的实施方式中，所述航插组件包括电源输入航插156和信号交互航插157。
其中，所述电源输入航插156为航空专用插头，用于给予内部电路部件电力供应；所述信号交互航插157用于与稳瞄装置12、飞控模块13、武器模块14和机载数据链终端11进行信号交互。
根据本发明一种优选的实施方式，所述机载任务管理器还包括减震器和机载电源。
其中，所述减震器用于适应无人直升机的振动环境，减小由于振动对ATR机箱内部构件结构和电磁环境的影响；所述机载电源用于提供22～33V的电压，并且，通过航插组件引入，为机载任务管理器中的母板152、综合控制板153和武器发控板154提供电压。
根据本发明一种优选的实施方式，无人直升机起飞后，稳瞄装置12即刻进入工作状态，对目标进行搜索，并将搜索到的图像信息传输给地面控制站，地面控制站根据稳瞄装置12传送的图像信息进行目标的探测、识别和锁定，锁定目标后，稳瞄装置12对目标进行跟踪、激光测距，得到数据信息，并及时将所检测到的数据信息传输给地面控制站。
在进一步优选的实施方式中，地面控制站根据稳瞄装置12传输的图像信息进行解算诸元，并将解算信息传输给飞控模块13，控制无人直升机飞行至导引头可对目标进行捕获的区域。
在更进一步优选的实施方式中，无人直升机飞行至导引头可对目标进行捕获的区域后，地面控制站发出“上电”指令，并传输给机载任务管理器，机载任务管理器接收到“上电”指令后控制武器模块14的导引头上电，导引头进行目标搜索，并将搜索到的图像信息传输给机载任务管理器，再通过机载数据链终端传输给地面控制站，控制导引头锁定目标。
在更进一步优选的实施方式中，导引头锁定目标后，地面控制站发出“点火”指令，并将该指令传输给机载任务管理器，机载任务管理器接收到该指令后控制机载武器进行点火发射，实行打击。
其中，在导引头上电之前，武器模块14不发送任何图像信息，对导引头进行上电后，导引头进行目标搜索，并将所搜索到的周边环境的图像信息进行传送。
本发明所具有的有益效果包括：
(1)本发明所提供的机载任务管理器采用模块化设计，在对无人直升机进行控制时可以实现多种功能；
(2)本发明所提供的机载任务管理器能够对多任务进行统一规划和信息处理；
(3)本发明所提供的机载任务管理器结构简单、性价比高；
(4)本发明所提供的机载任务管理器控制精度高，能实现对目标的精确打击。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、和“内”等指示的方位或位置关系为基于本发明工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上结合了优选的实施方式对本发明进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本发明进行多种替换和改进，这些均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种无人直升机机载任务管理器，其设置于无人直升机机载系统上，其特征在于，所述机载任务管理器包括ATR机箱(151)，在ATR机箱(151)内设置有水平放置的母板(152)，在母板(152)上设置有综合控制板(153)和武器发控板(154)。
2.根据权利要求1所述的机载任务管理器，其特征在于，所述综合控制板(153)和武器发控板(154)均垂直设置于母板(152)上。
3.根据权利要求1或2所述的机载任务管理器，其特征在于，所述母板(152)用于连接综合控制板(153)和武器发控板(154)，并为综合控制板(153)和武器发控板(154)提供电源、数据信息和电平控制信号；
所述综合控制板(153)用于处理无人直升机机载系统的各部件输出的信息；
所述武器发控板(154)用于接收地面控制站发送的“上电”指令和“点火”指令，进而分别控制机载武器的上电和点火发射。
4.根据权利要求1至3之一所述的机载任务管理器，其特征在于，所述无人直升机机载系统的各部件包括机载数据链终端(11)、稳瞄装置(12)、飞控模块(13)、武器模块(14)，其中，
所述综合控制板(153)用于将稳瞄装置(12)、飞控模块(13)和武器模块(14)传输的数据信息以及武器模块(14)传输的图像信息转发给地面控制站，并对稳瞄装置(12)和飞控模块(13)传输的数据信息进行提取并打包，然后发送给武器模块(14)，同时，用于接收地面控制站输出的指令信息，并将指令信息分发给稳瞄装置(12)、飞控模块(13)和武器模块(14)。
5.根据权利要求1至4之一所述的机载任务管理器，其特征在于，在所述综合控制板(153)上设置有信息转发模块(1531)、信息提取与打包模块(1532)和指令分发模块(1533)。
6.根据权利要求1至5之一所述的机载任务管理器，其特征在于，
所述信息转发模块(1531)用于将稳瞄装置(12)和飞控模块(13)传输的数据信息、武器模块(14)传输的数据信息以及图像信息转发给机载数据链终端(11)，然后传输给地面控制站；
所述信息提取与打包模块(1532)用于将稳瞄装置(12)和飞控模块(13)传输给机载任务管理器的数据信息进行提取并打包，然后发送给武器模块(14)；
所述指令分发模块(1533)用于将地面控制站反馈的指令信息分别分发给稳瞄装置(12)和飞控模块(13)。
7.根据权利要求1至6之一所述的机载任务管理器，其特征在于，在所述武器发控板(154)上设置有上电控制模块(1541)和点火控制模块(1542)，其中，
所述上电控制模块(1541)用于接收地面控制站发出的“上电”指令，并控制机载武器进行上电；
所述点火控制模块(1542)用于接收地面控制站发出的“点火”指令，并控制机载武器进行点火发射。
8.根据权利要求1至7之一所述的机载任务管理器，其特征在于，所述机载任务管理器还包括变压器(155)和航插组件。
9.根据权利要求1至8之一所述的机载任务管理器，其特征在于，所述航插组件包括
电源输入航插(156)，其为航空专用插头，用于给予内部电路部件电力供应；和
信号交互航插(157)，用于与稳瞄装置(12)、飞控模块(13)、武器模块(14)和机载数据链终端(11)进行信号交互。
10.根据权利要求1至9之一所述的机载任务管理器，其特征在于，所述机载任务管理器还包括减震器和机载电源，其中，所述减震器用于适应无人直升机的振动环境，减小由于振动对ATR机箱内部构件结构和电磁环境的影响；所述机载电源用于提供22～33V的电压，并且，通过航插组件引入，为机载任务管理器中的母板(151)、综合控制板(152)和武器发控板(153)提供电压。
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夏征农: "《大辞海 军事卷》", 31 July 2007, 上海辞书出版社 *

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