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无人机控制站监控软件通用化设计 　　摘 要 为适应新一代控制站发展需求，从软件框架结构、通用接口协议、通信服务、组件化模式以及多信息融合5个方面讲述了无人机控制站软件通用化开发设计约束。并对控制站监控软件的典型应用进行功能分配 【关键词】无人机控制站 监控软件 通用化设计 1 引言 无人机的控制站是无人机系统的重要组成部分，是无人机系统的指挥控制中心，可以完成无人机的操纵、数据链管理、机载任务设备控制，以及无人机全机状态监控、任务载荷信息处理与显示、任务规划、多信息融合等功能。而控制站监控软件（简称监控软件）则是控制站的最重要的组成之一，是人与控制站交互的主要手段和渠道。目前，国内外都在极大对控制站的研究力度，根据需求的引导，无人机的控制站正向着多元化发展。从规模上可简单的分为大型站、小型站以及便携站等。而这些控制站都有着共同发展趋势或特点： 1.1 多样化的部署方式 从部署方式上，分为空机部署方式、地面部署方式和海基部署方式。其中地面部署方式应用最多，有分为固定式和车载移动式 1.2 高智能化 随着人工智能发展，未来的无人机系统将会是具备智慧的系统，短期内，无人机系统将会是“飞行员/操作员决策”+“智能控制站”+“智能无人机平台”的工作模式。无人机平台和控制站完成大部分信息处理，判断、分析以及一些简单的决策。而人则仅仅参与重要/核心的决策 1.3 高通用性 随着无人机型号越来越多，应用越来越广泛，一套通用化的控制站越来越显得格外重要。随着无人机市场发展，必然会出现对应的标准与规范，大家按照同一套标准与规范，达到控制的互通，即使用一个控制站可控制多个或多种无人机 1.4 智能的人机交互 未来无人直升机，新技术、新材料的推广和应用，新一代智能的人机交互系统，逼真的仿真体验、友好用户操控。特别是作战用的无人机，信息总类与数量很大，高信息融合。除此之外，随着无人机型号越来越多，用户对无人机的互操作性提出了更高的要求。这就要求人机交互界面的OOP（操作程序）就像汽车的显示与操作流程一样，有统一的规范和标准 1.5 复杂的环境使用策略 单一的无人机系统执行任务的时代慢慢离我们远去。多无人机机协同、有人机无机人协同以及多任务协同的脚步已经越来越近。随着无人机发展，民用空域越来越多，特别是在通航开放以后，将会出现更多种类的空域细分。高复杂度的空域将是无人机系统必须面临的问题，因此要求控制站能适应复杂的使用环境 为了适应以上无人机系统的发展，需要新一代的通用型控制站，同?r慢慢衍生出相应的通用化规范与标准。而通用型控制站的设计很大取决于控制站监控软件的通用化设计。本文则讲述我们在通用化监控软件的方法与思路 2 控制站监控软件通用化开发设计 针对我们单位当前无人直升机的型号特点与发展需求，主要从层次化架构、通用接口协议、通信服务、组件化软件结构、多信息融合等5个方面，讲述控制站监控软件通用设计主要思路与设计约束 2.1 层次化构架 无人机控制站监控软件架构采用分层结构，将系统软件架构划分为系统屏蔽层、集成工具层、应用控件层。该分层结构实现了各层之间、各功能模块之间的松耦合交联关系，便于系统的联合开发与升级扩展，如图1所示 2.1.1 系统屏蔽层 系统屏蔽层为了使地面站相关的应用软件在各个操作系统平台下均能够正常稳定的运行，建设一套专属的跨平台软件适配层。通过系统屏蔽层该无人机控制站监控软件可以运行在Windows、Linux操作系统，实现地面站访问操作系统的管控，同时对应用软件提供一致的访问层，支撑地面站应用软件的开发与运行 通过抽象技术，把应用程序的核心部分分离出来，把代码的移植工作集中在抽象层，提供软件架构中各个层次间的标准服务接口，以屏蔽应用软件模块对底层软件运行环境的依赖，以最小的代价完成代码的移植。将硬件抽象化，隐藏了特定平台的硬件接口细节，为操作系统提供虚拟硬件平台，使其具有硬件无关性 2.1.2 集成工具层 应用集成框架是控制站监控软件的基础运行环境，以开放式技术体系结构、数据分布式通信服务等技术为核心，为系统集成提供模块集成、信息处理集成、人机界面集成、通信服务集成等功能。面向服务的软件架构允许用户向软件框架中集成一系列标准的服务。在这种设计思路下，通过将GIS访问、数据库访问、界面管理等常用公共服务集成在软件框架内，并向应用软件暴露统一的接口，以服务中间件的形式存在，可以为不同的应用软件提供标准的公共服务，在应用软件之间共享，一方面降低了应用软件的重复开发工作，另一方面，标准化的接口也为软件的安全性、可移植性提供了保障 在集成工具层还包含了大量辅助开发测试工具，如通信接口测试工具、控件管理工具、界面布局工具等