无人机集群作战应用解决方案

2022-09-27 16:44:30

来源:零一智能

一、系统简介

随着无人机自主化和组网化通信技术的发展,无人机的作战运用模式也在不断发展,单架无人机由于受到探测能力、载荷视场角等因素限制,难以完成复杂的作战任务。无人化集群作战的产生,很大程度上弥补了无人机作战存在的“先天不足”。无人集群作战又有着一个更加生动贴切的名字“蜂群战术”。正如自然界中的蜂群,集群中的个体单位小巧轻便、具有一定的攻击力,因为其数量庞大,使得整个集群拥有了强大的火力;是一种强有力的新型作战力量。

零一智能无人机集群作战应用系统采用多架无人机协同的方式,通过机间通讯,进行信息共享,扩大对环境态势的感知,实现协同任务分配、协同搜索、侦察与攻击,能有效提高无人机的生存能力和整体作战效能。

 

二、方案特点

(一)编队飞行  

集群无人机在空中根据集群编队规则形成编队,并共同执行飞行任务,实现集群编队大范围协同作业。

(二)多路视频转播  

根据组网电台组网传输能力,实现多机视频的单路轮播、多路轮播或遍历展播的侦察能力。

(三)蜂群作战  

无人机集群具有数量上的优势,数量本身就是影响效率与质量的基础指标,弥补单个无人机机能有限的短板。

(四)机间协同通信  

集群机间可以通过有限的通信和机组成员的简单控制,使整个集群的智能大增,达到自主决策、自主执行的能力。

(五)一站多机  

一站一人实现多机多路的遥测、视频信息的监察控制。

 

三、无人机集群组网构成

微波数据链路主要用于无人机的测控数据和任务数据传输需求,完成飞行控制指令、任务载荷控制指令和链路控制指令等上行指令的实时传输,以及无人机飞行状态信息、飞行参数、任务载荷工作状态参数、高清光电图像数据和红外图像数据等任务数据及链路工作状态等下行信息的实时传输。

在网状网络拓扑结构中,无线电不仅可以彼此直接通信,还可以通过另一个网状节点进行通信。通过Mesh网络,数据可以直接在设备之间(机间)发送。无人机的飞行数据通过自组网电台实时传输给地面站及其他无人机,同时该无人机也可通过自组网电台接收其他无人机的飞行数据,并通过集群算法实现集群编队协同作业。

(一)多种网络拓扑结构图  

(二)无人机集群组网编队  

多旋翼集群系统工作流程(地面站规划预定航线、地面站上传航线给各无人机、地面站控制集群一键起飞、集群空中组建编队、集群编队到达预定区域、地面站分配不同任务给集群、集群任务动态分配给各无人机、无人机自主航迹规划执行任务),地面站规划预定航线,并以广播形式发送给各无人机,航线上传完毕后,地面站发送一键起飞命令,各无人机自主起飞,在空中根据集群编队规则形成编队,以编队形式飞向目标区域,地面站可实时监控集群飞行数据。

到达目标区域后,地面站根据任务情况安排不同数量无人机执行不同任务,无人机根据任务安排进行自主航迹规划和协同作业。

(三)机载组网传输设备  

 

四、应用模式

(一)小型多旋翼无人机集群侦察  

小型多旋翼无人机集群侦察系统由多架小型无人机组网而成。无人机内安装飞行控制系统、自组网电台、机载计算机、机载RTK模块等各类传感器,底部载荷舱内挂载光电侦察吊舱,实现多机全覆盖式视频侦察任务。

(二)集群无人机陆地目标搜索  

1.集群平原地区搜索

利用无人机集群技术,由空对地大范围的进行重要目标的陆地搜索。用户通过地面站软件规划大区域的巡检范围,软件将自动分割为若干任务区域(分割出的任务范围是以用户所选择的无人机产品的安全航程决定的),地面站将任务航线上传给集群中对应的无人机,无人机一键起飞,各自执行接收到的任务区域的航线任务,开展集群搜索。

2.集群山区搜索

无人机山区搜索作业相对于平原的搜索作业主要具有以下难题:

1、山地高差大,即需要保证无人机的对地面的监测质量又需要保证无人机安全的飞行高度;

2、由于山地的地形起伏,将对无人机微波链路的通信有较为严重的遮挡。

(三)目标侦察与人脸识别  

集群无人机侦察搜索中自动发现可疑目标,地面站发出语音报警,中心无人机通过自主决策或人工干预,安排编队中任意撩机前往目标点,自动前往目标上方的指定范围。当指派的无人机抵达目标上空时,无人机进行选定目标的盘旋凝视侦察,过程中通过变焦来进行人脸捕捉,同时进行自动人脸识别确认目标,地面站确认处置目标后,无人机自动执行抵近攻击或跟随。

(四)多旋翼实验性靶机  

目前,针对无人机在战争中广泛运用,世界各国都纷纷研制反无人机、无人机群的武器和战术技术手段,故运用无人机技术研制行之有效的靶机也十分必要。使能够为配合国家推动反无人机技术发展,形成管用、实用、好用的反无人机能力贡献一份力量。

多旋翼无人机靶标飞行系统主要由空中端的多旋翼靶标飞行平台及地面端的地面控制站组成,空中端的多旋翼靶标飞行平台由多旋翼机架、动力系统、航电系统及自组网通信链路组成,可集群协同飞行,具有自主航线规划能力,地面站可实时监控集群飞行状态,并具有在必要时控制集群的功能。

 

五、适用机型

(一)小型四旋翼无人机  

载荷能力:500g;

续航时间:≥25min;

平飞速度:12m/s;

功能应用:集群侦察、目标人脸识别目标跟飞处置等。

(二)M4四旋翼无人机载  

荷能力:3kg;

续航时间:80min;

平飞速度: 12m/s;

功能应用:集群侦察、目标人脸识别目标跟飞处置等。

(三)M6六旋翼无人机  

载荷能力:10kg;

续航时间:90min;

平飞速度:10m/s;

功能应用:验证靶机、应急物资批量运输、察打一体等。

(四)竖折巡飞弹  

载荷能力:xxxg;

续航时间:xxmin;

平飞速度: xxm/s;

功能应用:战场侦察、俯冲自爆式打击。

 
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  • 零一智能
  • 蜂群战术
  • 无人机
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