[ieee 2009 chinese control and decision conference (ccdc) - guilin, china (2009.06.17-2009.06.19)]...

5
ùñs¹í¦"dAÅMÐ/ùî ¦ 1 , fE- 1 , 뿧 1 , +î 1 1. S]SÐ/vÐÈýñÐ1îÄÐý, Éì410073 E-mail: [email protected] K 1: ÜûMºx]³©ïvî¹í¦ÐT^¥ö1"T. í¦"dV[YVÄý ^LCÜû-W¥ºõºY [N¹í¦"dùñs¹eų1³%¥ö1Ù5^ÂùñeÅ ñs¹í¦"d'÷îxT©. ¾Ósí¦"dùñxTeÅ¥eÅMÐÙ5 óí¦" dÏ©eÅí-WeÅMÐ¥eÅ@ñ eÅMÐÏ¥eÅs¥?5a xs¥vMÐx pÉ!9 ó¿Y¨©eÅ_LCeÅMХŨT i²T^XçÉ_LC _²T£eÅMÐ@ñ¥µr. 1oM: í¦"d, ùñs¹eÅ, eÅMÐ Research and Simulation of The Transfer Control for Remote Operation of Multi-UAS WANG Lin 1 , ZHANG Qing-jie 1 , ZHU Hua-yong 1 , SHEN Lin-cheng 1 1. College of Mechatronics Engineering and Automation, National Univ. of Defense Technology, Changsha 410073, China E-mail: [email protected] Abstract: A method to operate the resources of decentralized Multiple Unmanned Aircraft Systems(Multi-UAS) was proposed. Firstly, the issues for the transfer control about remote cooperative control in Multi-UAS were discussed; sec- ondly, the process of the transfer control among multiple mission control elements was suggested; then, the rules to assign the privilege of control among the process, the cooperative assignment module and the transfer protocol were designed; next, basic operation modes for the transfer control were presented with the basis of Common Ground Control Station; and finally, a corresponding simulation scenario for cooperative multi-UAS was realized to validate the effectiveness of the proposed process of transfer control. Key Words: Multi-UAS, Remote Operation, Transfer Control 1 -ý(Introduction) Û"T^Ìâ°m¯a T^©°m"a T ^S°mv, ÜûMºx]³©ïvî¹ í¦ÐT^¥ö1"T[1]. í¦"dV[Y VÄý^LCÜû-W¥ºõºY, [N¹ í¦"dùñs¹eų1³%¥ö1 Ù5^ÂùñeÅñs¹í¦"d'÷î xT©. ñí¦0"dV[|1&Ë© ñ"dZ¥Ë©Éµ, ³©u× ¥¯}"Sµ÷Fë'Æ¥³, É7¿É ÿ©feÅ, 4Ú³©¥r?1& ¥3i?ï. ]", "dÏ¥ñ¹ëeÅ_·è eÅíV[æ¨Z¥Ë©3îñ©u ×¥8ÿ], ¹·èôÉ%¦¦û4VjÄa °4a WÐ¥µï¦û, P¤'¹·èeÅíV° N[ýT¤S]$Sù["'ù, [|: A2820080247. ¤_ùñí¦"d4©³p, iVA1¥f /, ¤ùñÜû¥seÅ. yN, Âæ¨x ]eÅÌâ3î8ÿ], ³%ñ·èeÅ íWeÅl, ³%ùñs¹eÅ¥Zÿ^ ùîí¦"dùñs¹eÅ/A1ë¥ Ù5. L=¨Ï, í¦ªª^®ñ¹ë_x]e Å[î©¥. HX, }J³© Vñ^"¥: ñn5$b-L, -LÆ, ® '¹©eÅ_ô©Åçt^9Ã, eÅí¦ f, r"¥¹, ª, |í¦¥·èeÅY VÏýóÊ¿ÅS'r¥©eÅ_, ]H í¦m^f9$LH¹.íªZÉ)Ø, © ³8ª, ªZ©eÅ_|eÅÐÎ-Z eÅ_, ®·èí¦RtÐ. "BñeÅ ]©eÅ_Ð¥Vñ9^Å+^eÅ 5740 978-1-4244-2723-9/09/$25.00 c 2009 IEEE

Upload: lin-cheng

Post on 07-Mar-2017

213 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: [IEEE 2009 Chinese Control and Decision Conference (CCDC) - Guilin, China (2009.06.17-2009.06.19)] 2009 Chinese Control and Decision Conference - Research and simulation of the transfer

�������������������

��1,���1,���1,���1

1. ������������������,��410073

E-mail: [email protected]

� �: ���������������������������. ���������������

�����������������������������������������������

��������������.������������������������������

������������������������������������������

��������� ������������ � ��������������

����������������.

���: ������,������,�����

Research and Simulation of The Transfer Control for Remote Operation of

Multi-UAS

WANG Lin1, ZHANG Qing-jie1, ZHU Hua-yong1, SHEN Lin-cheng1

1. College of Mechatronics Engineering and Automation, National Univ. of Defense Technology, Changsha 410073, China

E-mail: [email protected]

Abstract: A method to operate the resources of decentralized Multiple Unmanned Aircraft Systems(Multi-UAS) was

proposed. Firstly, the issues for the transfer control about remote cooperative control in Multi-UAS were discussed; sec-

ondly, the process of the transfer control among multiple mission control elements was suggested; then, the rules to assign

the privilege of control among the process, the cooperative assignment module and the transfer protocol were designed;

next, basic operation modes for the transfer control were presented with the basis of Common Ground Control Station;

and finally, a corresponding simulation scenario for cooperative multi-UAS was realized to validate the effectiveness of

the proposed process of transfer control.

Key Words: Multi-UAS, Remote Operation, Transfer Control

1 ��(Introduction)

������� ����������

�����,���������������

������������[1].���������

�����������������,���

����������������������

��������������������

����.������������ ��

���� �� ����,������

������� ��� ���,����

���������, ����������

� ��. ��,�������������

����� �� �� ������

�����, ��������� �����

���������,���������

����������������,�����: A2820080247.

��������� ����,�������

�,������������.��,��� �

����� ����,����������

������,���������������

���������������������

��.

��� �,��������������

������. �������, ������

������:���������,�����,�

��������������,�����

��, �����, ��, �����������

������������������,��

��������������������,��

����,����������������

��,������������. ������

���������������������

5740978-1-4244-2723-9/09/$25.00 c© 2009 IEEE

Page 2: [IEEE 2009 Chinese Control and Decision Conference (CCDC) - Guilin, China (2009.06.17-2009.06.19)] 2009 Chinese Control and Decision Conference - Research and simulation of the transfer

����������[2]. ���������,

�������������������

�����������,��2003�������

�.�������������� ����

�”����”���� �. ������, ��

�� ��,���������������

�������.

2 �����������������(Framework of Transfer of Control)

2.1 �����(Transfer of Control)

��������,�������� �

������,�������������. �

�������������,���� ����

����������������������.

���������������������,�

����������������,����

����,�������� ������

����[3],���������������

�, ��������� �, ��������

������������,�������

���������������������.

����������������

��������������,��������

�������������������.���

��� ������������������

���������–STANAG 4586������

���������[4]. �����,����

�������������������

�.

� 1: ������������

�� ��

��� ������������C4I����

����

��� ������������������

���������������

��� �����������������

��������������

��� �����������

��� �����������������

���������������

��� �����������������

���

��� �����������������

��������, ��������, ��

���������������������

�������.�������������

��,��������������������.

����������������������

��������������������

�.

� 1: ���������������

2.2 �������(Process of Transfer of Control)

�����������������

��2��.

� 2: �������������

����������������:

(1)�������������,��

����������,�������

��; (2)������������������

����������������,����

����������������; (3)����

�������,�������������

2009 Chinese Control and Decision Conference (CCDC 2009) 5741

Page 3: [IEEE 2009 Chinese Control and Decision Conference (CCDC) - Guilin, China (2009.06.17-2009.06.19)] 2009 Chinese Control and Decision Conference - Research and simulation of the transfer

��� ������������

�����,�������������; (4)��

����������������������;

(5)�����������.

3 ��������������(Desgin of

Tranfer of Control)

�����������������

������������,��������

�,������������������

�����������. �������, ���

����������������������

�.�����������.

3.1 ������������������

�(Design for Rules of Allocation and Coordina-

tion Approach)

���������,��������

���7�����. �����������

���������, �������. ��

������� ����� ���� ��

������.������ �������

����������������!��–�

�� ��Priorityc .��������!����

�� ��� ��!�����������

�����������,�������!���

�� �–��� ��Prioritym. �����

��� �, ���������������, �

�� ��Prioritye,��:

Priorityc > Prioritym > Prioritye

��,������������������

�".��� ������������. �

��� ��������,�� �����

������������,��� ���

��������������������

����������.

���������,��������

������,����������������

������������� .��������

����������, ��#�������. �

�����!�������������

���, ����� ������, ��, �

�����!��� ����������

���,������������������

�,������!. ��� �,�����,��

������������������

��.

�������������IF-THEN��

"������� ��$ ����%�$ ,

������%�$ ������������

�#����� ��,�� �������

��.��"�3.

� 3: ����������

3.2 ���������(Design for Protocol of

Transfer)

������������������,

����������������������

�.�������������������

������#"��������,����

���������������,����

���#$$&�������.���

������.���������"������

������,������ �����

�����������[5][6]. � ������

����������� �������

�����,������������ ��

�������,������������

�����������,�������

������. ������������, �

�������� ���������.

��, �!���������: %���

��������A,���������

�B, (1)A�B��������, ����&

� ������,� �����'; (2)B�

'����, ����, ����������

�A� �����,������������

��A, �������A������, �

������, ����� �����, ��

�B, ������; (3)A����������,

"(!��������, �����, ����

����,�������,���B����

�. B�����. (4)�������,�B�

��&���,�������,�����,�

��(��������. B)������

��,��!�����.

5742 2009 Chinese Control and Decision Conference (CCDC 2009)

Page 4: [IEEE 2009 Chinese Control and Decision Conference (CCDC) - Guilin, China (2009.06.17-2009.06.19)] 2009 Chinese Control and Decision Conference - Research and simulation of the transfer

4 ���������(Simulation)

����������%��������

�����!�"�,�����������

�� ���������,���������

��� ��������������[3],���

��������������!.

����������,����������

�� �����##��������

�,����.�����:

����:������������ ��

���##���,���� "$��40

� ��& �.

�����:

� � � (CANNON 1� CANNON 2);

� � � (TANK); � � � � � � � �

�(UAV 1� CGCS 1� UAV 1� CGCS 2); ��

�����������UAV 3�CGCS 4�+��

�������CGCS 3�.

�����

�&�%�T1�T2�:�*$��� .

����:

(1)��������������!��,��

����������CGCS 2; (2)������

��"��� +� ��&�%; (3)������

���')�����#���� . (4)���

��##��,��%��� A����

�����UAV 1�������. (5)$���, �

�� ��UAV 1����. (6)��������

�UAV 1��*+�,� ���� ,�"���

+� ���� .

��������������������,

���:�������������������

���������.��$:�����1��

�� ������ . �����%��

��������������. ����CGCS-

2����,�"�4��7.

� 4: ������#�������

� 5: ��������������

� 6: �����1������

� 7: ��&��"� ����

5 �����(Conclusion)

������������������

�����,��������������

����������,����������

������, ����������, �

����� ������������

����,����-���.

��!����������#����

������,����������������

.������. ��, ������!��

�� �� �������������,�

���� �����������!#.

2009 Chinese Control and Decision Conference (CCDC 2009) 5743

Page 5: [IEEE 2009 Chinese Control and Decision Conference (CCDC) - Guilin, China (2009.06.17-2009.06.19)] 2009 Chinese Control and Decision Conference - Research and simulation of the transfer

�, �����%������� ���, %�

������� /&.

����

[1] U.S. Office of the secretary of defense. Unmanned System

Roadmap 2007-2032[R]. Washington DC. 2007.

[2] Tactical Control System (TCS)

System/Subsystem Specification[Z]

http://www.fas.org/irp/program/collect/docs/sss 20.pdf.

[3] �, '!0, (�(������UAS� ���

���[C],��1��$���$�������,�

2, 2007.

[4] Chairman, ”STANDARDISATION AGREEMENT

(STANAG) 4586: Standard Interfaces of UAV Control

System (UCS) for NATO UAV Interoperability,” vol. March,

N. S. A. (NSA), Ed., 2 NATO, 2005.

[5] Vera Zaychik Moffitt, Jerry L. Franke, and Meghann

Lomas�Mixed-Initiative Adjustable Autonomy in Multi-

Vehicle Operations, in the Proceedings of the AUVSI’s Un-

manned Systems North America 2006, Orlando, FL, August

29-31, 2006.

[6] Bruemmer, David J., Dynamic-autonomy for urban search

and rescue, In AAAI Mobile Robot Competition, pages 33-

37, 2002.

5744 2009 Chinese Control and Decision Conference (CCDC 2009)