本發(fā)明涉及無(wú)人機(jī)，具體涉及無(wú)人機(jī)系統(tǒng)自主安全測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

背景技術(shù)：

1、無(wú)人機(jī)自主安全測(cè)試平臺(tái)是用于評(píng)估和驗(yàn)證無(wú)人機(jī)系統(tǒng)在各種情況下的自主行為和安全性能的平臺(tái)。這種平臺(tái)通常由軟件和硬件組成，旨在模擬真實(shí)環(huán)境下的各種飛行情況和潛在風(fēng)險(xiǎn)，并評(píng)估無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的響應(yīng)能力和安全性。通過(guò)使用無(wú)人機(jī)自主安全測(cè)試平臺(tái)，研發(fā)人員和測(cè)試人員可以對(duì)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行全面的安全性評(píng)估和驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，并改進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和算法以提高其安全性能。這對(duì)于無(wú)人機(jī)在各種應(yīng)用領(lǐng)域的安全運(yùn)行至關(guān)重要，包括商業(yè)航拍、物流配送、軍事偵察等。

2、現(xiàn)階段的無(wú)人機(jī)測(cè)試平臺(tái)存在著顯著的缺陷?，F(xiàn)有的多數(shù)平臺(tái)在測(cè)試過(guò)程中往往無(wú)法真實(shí)模擬無(wú)人機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中的復(fù)雜環(huán)境和多變情況，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果與實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景存在較大偏差。對(duì)于無(wú)人機(jī)的自主飛行能力、飛行包線(xiàn)、感知與規(guī)避能力、抗干擾等關(guān)鍵指標(biāo)，現(xiàn)有測(cè)試平臺(tái)大多缺乏詳細(xì)且全面的測(cè)試方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供無(wú)人機(jī)系統(tǒng)自主安全測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，該平臺(tái)為無(wú)人機(jī)自主安全性提供完備且全面的測(cè)試，通過(guò)設(shè)置多種復(fù)雜的飛行任務(wù)和突發(fā)狀況，全面評(píng)估無(wú)人機(jī)自主飛行能力、感知與規(guī)避能力、抗干擾能力，為無(wú)人機(jī)的自主安全性提供有力的保障和可靠的評(píng)估，推動(dòng)無(wú)人機(jī)行業(yè)向更加安全、智能和可靠的方向發(fā)展。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案。

3、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)自主安全測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，包括：

4、地面站測(cè)試模塊，用于接收來(lái)自無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的各類(lèi)載荷信息以及飛行數(shù)據(jù)；還用于依據(jù)所接收的數(shù)據(jù)，生成任務(wù)指令和飛行狀態(tài)指令，并對(duì)任務(wù)指令和飛行狀態(tài)指令進(jìn)行存儲(chǔ)；當(dāng)接收到無(wú)人機(jī)的飛行速度、高度和位置時(shí)，所述地面站測(cè)試模塊根據(jù)預(yù)設(shè)的規(guī)則和算法，生成并存儲(chǔ)相應(yīng)的飛行任務(wù)調(diào)整指令，包括改變飛行航線(xiàn)和調(diào)整飛行高度；

5、任務(wù)載荷模塊，用于獲取無(wú)人機(jī)的有效載荷數(shù)據(jù)，包括搭載的攝像設(shè)備所采集的圖像以及測(cè)量?jī)x器獲取的環(huán)境數(shù)據(jù)，并生成和存儲(chǔ)載荷控制指令；當(dāng)搭載的攝像設(shè)備采集的畫(huà)面清晰度不達(dá)標(biāo)時(shí)，所述任務(wù)載荷模塊生成并存儲(chǔ)載荷控制調(diào)整指令，包括調(diào)整焦距和改變拍攝角度；

6、飛控導(dǎo)航測(cè)試模塊，與任務(wù)載荷模塊通信連接，用于接收載荷控制指令，并依此進(jìn)行導(dǎo)航數(shù)據(jù)模擬以及飛控參數(shù)計(jì)算，并對(duì)飛控參數(shù)和模擬導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；

7、數(shù)據(jù)鏈測(cè)試模塊，與地面站測(cè)試模塊和飛控導(dǎo)航測(cè)試模塊通信連接；用于收發(fā)和存儲(chǔ)任務(wù)指令、飛行狀態(tài)指令、飛控參數(shù)和模擬導(dǎo)航數(shù)據(jù)；

8、安全測(cè)試組件，與地面站測(cè)試模塊通信連接，對(duì)地面站測(cè)試模塊進(jìn)行滲透測(cè)試，用于通過(guò)對(duì)漏洞及弱點(diǎn)的利用，完成對(duì)無(wú)人機(jī)自主安全的各項(xiàng)性能的測(cè)試和驗(yàn)證；

9、攻擊測(cè)試模塊，與地面站測(cè)試模塊、任務(wù)載荷模塊、飛控導(dǎo)航測(cè)試模塊和數(shù)據(jù)鏈測(cè)試模塊通信連接，用于對(duì)地面站測(cè)試模塊、任務(wù)載荷模塊、飛控導(dǎo)航測(cè)試模塊和數(shù)據(jù)鏈測(cè)試模塊的漏洞進(jìn)行攻擊測(cè)試。

10、優(yōu)選地，所述地面站測(cè)試模塊的漏洞包括操作系統(tǒng)漏洞、系統(tǒng)配置和網(wǎng)絡(luò)；所述數(shù)據(jù)鏈測(cè)試模塊的漏洞包括數(shù)據(jù)鏈終端漏洞和高危端口；

11、所述飛控導(dǎo)航測(cè)試模塊的漏洞包括飛控系統(tǒng)漏洞、頻射芯片和陀螺儀；所述任務(wù)載荷模塊的漏洞包括任務(wù)載荷終端漏洞、系統(tǒng)配置和展示系統(tǒng)漏洞。

12、優(yōu)選地，所述滲透測(cè)試包括信息收集、漏洞利用、權(quán)限獲取和指令篡改。

13、優(yōu)選地，所述攻擊測(cè)試包括靜態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)測(cè)試；所述靜態(tài)測(cè)試時(shí)數(shù)據(jù)鏈測(cè)試模塊提供接口；所述動(dòng)態(tài)測(cè)試時(shí)，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的載荷信息和飛行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新下進(jìn)行測(cè)試。

14、優(yōu)選地，所述攻擊測(cè)試模塊的攻擊方式包括：

15、dos攻擊測(cè)試，包括冗余進(jìn)程殺除，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理器狀態(tài)更新，網(wǎng)卡啟動(dòng)與調(diào)用，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)嗅探、網(wǎng)卡信道自適應(yīng)調(diào)整和持續(xù)dos攻擊測(cè)試；

16、gps攻擊測(cè)試，包括環(huán)境自動(dòng)在線(xiàn)配置、hackrf?one狀態(tài)檢測(cè)、虛假gps信號(hào)生成和持續(xù)gps攻擊測(cè)試；

17、重放攻擊測(cè)試，包括環(huán)境自動(dòng)在線(xiàn)配置、hackrf?one狀態(tài)檢測(cè)、目標(biāo)信號(hào)頻率嗅探、控制信號(hào)錄制和持續(xù)重放攻擊測(cè)試；

18、其中，所述dos攻擊測(cè)試提供接口，所述gps攻擊測(cè)試、重放攻擊測(cè)試需要配備外部時(shí)鐘模塊。

19、優(yōu)選地，所述地面站測(cè)試模塊包括：

20、地面站通信模塊，與無(wú)人機(jī)系統(tǒng)通信連接，用于接收無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的載荷信息和飛行數(shù)據(jù)；

21、任務(wù)指令計(jì)算機(jī)，用于根據(jù)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的載荷信息和飛行數(shù)據(jù)生成任務(wù)指令和飛行狀態(tài)指令；

22、狀態(tài)顯示計(jì)算機(jī)，用于根據(jù)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的載荷信息和飛行數(shù)據(jù)生成無(wú)人機(jī)飛行狀態(tài)并進(jìn)行顯示；

23、地面站數(shù)據(jù)終端，用于獲取無(wú)人機(jī)飛行狀態(tài)并進(jìn)行存儲(chǔ)。

24、優(yōu)選地，所述任務(wù)載荷模塊包括：

25、無(wú)人機(jī)有效載荷采集模塊，用于獲取無(wú)人機(jī)有效載荷圖像、視頻和參數(shù)數(shù)據(jù)；

26、無(wú)線(xiàn)通信模塊，用于收發(fā)載荷控制指令；還用于收發(fā)無(wú)人機(jī)有效載荷圖像、視頻和參數(shù)數(shù)據(jù)；

27、無(wú)人機(jī)測(cè)控系統(tǒng)，用于根據(jù)接收的無(wú)人機(jī)有效載荷圖像、視頻和參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行地面監(jiān)控和載荷控制；還用于生成載荷控制指令并進(jìn)行存儲(chǔ)。

28、優(yōu)選地，所述飛控導(dǎo)航測(cè)試模塊包括：

29、飛控系統(tǒng)計(jì)算機(jī)，與所述任務(wù)載荷模塊通信連接，獲取載荷控制指令并進(jìn)行飛控參數(shù)的計(jì)算；

30、組合導(dǎo)航計(jì)算機(jī)，用于根據(jù)載荷控制指令進(jìn)行導(dǎo)航數(shù)據(jù)模擬；

31、六自由度運(yùn)動(dòng)方程模塊，用于生成飛控參數(shù)模擬，并進(jìn)行存儲(chǔ)。

32、本發(fā)明的有益效果：

33、本發(fā)明提出了無(wú)人機(jī)系統(tǒng)自主安全測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，該平臺(tái)通過(guò)全面、嚴(yán)格和真實(shí)的測(cè)試，能夠發(fā)現(xiàn)并解決無(wú)人機(jī)在自主飛行、感知與規(guī)避和抗干擾等方面存在的潛在安全隱患，大大降低無(wú)人機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)生事故的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)無(wú)人機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行精細(xì)評(píng)估和優(yōu)化，促使無(wú)人機(jī)的自主飛行能力和飛行包線(xiàn)等得到顯著提升。為無(wú)人機(jī)在更多關(guān)鍵領(lǐng)域的應(yīng)用提供保障，如物流配送、公共安全和應(yīng)急救援等。

技術(shù)特征：

1.無(wú)人機(jī)系統(tǒng)自主安全測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)自主安全測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于，所述地面站測(cè)試模塊的漏洞包括操作系統(tǒng)漏洞、系統(tǒng)配置和網(wǎng)絡(luò)；所述數(shù)據(jù)鏈測(cè)試模塊的漏洞包括數(shù)據(jù)鏈終端漏洞和高危端口；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)自主安全測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于，所述滲透測(cè)試包括信息收集、漏洞利用、權(quán)限獲取和指令篡改。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)自主安全測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于，所述攻擊測(cè)試包括靜態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)測(cè)試；所述靜態(tài)測(cè)試時(shí)數(shù)據(jù)鏈測(cè)試模塊提供接口；所述動(dòng)態(tài)測(cè)試時(shí)，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的載荷信息和飛行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新下進(jìn)行測(cè)試。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)自主安全測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于，所述攻擊測(cè)試模塊的攻擊方式包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)自主安全測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于，所述地面站測(cè)試模塊包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)自主安全測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于，所述任務(wù)載荷模塊包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)自主安全測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于，所述飛控導(dǎo)航測(cè)試模塊包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)自主安全測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于，所述飛控導(dǎo)航測(cè)試模塊在接收到控制無(wú)人機(jī)轉(zhuǎn)向的載荷控制指令后，模擬出相應(yīng)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)，計(jì)算出實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向所需的飛控參數(shù)，包括舵機(jī)的偏轉(zhuǎn)角度和發(fā)動(dòng)機(jī)的推力調(diào)整，并進(jìn)行存儲(chǔ)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供無(wú)人機(jī)系統(tǒng)自主安全測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，屬于無(wú)人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，包括：地面站測(cè)試模塊、任務(wù)載荷模塊、飛控導(dǎo)航測(cè)試模塊、數(shù)據(jù)鏈測(cè)試模塊、安全測(cè)試組件和攻擊測(cè)試模塊。該平臺(tái)為無(wú)人機(jī)自主安全性提供完備且全面的測(cè)試，通過(guò)設(shè)置多種復(fù)雜的飛行任務(wù)和突發(fā)狀況，全面評(píng)估無(wú)人機(jī)自主飛行能力、感知與規(guī)避能力、抗干擾能力，為無(wú)人機(jī)的自主安全性提供有力的保障和可靠的評(píng)估，推動(dòng)無(wú)人機(jī)行業(yè)向更加安全、智能和可靠的方向發(fā)展。

技術(shù)研發(fā)人員：潘泉,劉晨暉,呂洋,李揚(yáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安辰航卓越科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10