无人集群任务的顺利实施,需将目标识别、任务规划及集群协同等算法转化为可部署软件,并据此组织成员行动,实时掌握集群状态与任务进展。
现实中,软件开发验证、任务管理与无人平台执行系统往往独立建设,导致软件版本、任务要求、成员行动与运行记录难以对应。这不仅使操作人员无法确认任务执行的准确性,也让研发人员难以定位异常根源。
针对上述痛点,卓翼智能推出天枢·无人系统任务能力产品体系:
天枢 Studio(原天璇集群智能开发平台)——无人系统自主能力开发验证平台:形成经过验证的软件及配置;
天枢 OS——无人系统自主任务执行平台:将软件部署至无人平台并驱动集群运行;
天枢 Mission——无人系统任务管理平台:负责综合态势生成与任务级规划,统一呈现目标、资源及任务进展,开展资源编组、目标分配和行动时序规划。
三者协同工作:天枢 Studio 让算法转化为可部署软件,天枢 OS 让软件驱动集群运行,天枢 Mission 让多源信息形成可调整的任务规划。
从软件成果到集群运行
围绕无人集群自主能力研发和任务运用,天枢由 Studio、OS 和 Mission 三款软件产品构成。三款产品既支持协同部署,也可根据用户现有系统及能力缺口灵活组合使用。
图 2 天枢 Studio、天枢 OS 和天枢 Mission 分别承接开发验证、集群执行和任务组织
01
天枢 Studio:
无人系统自主能力开发验证平台
天枢 Studio 将算法开发、软件集成、仿真训练和验证评估整合于同一环境,辅助进行配置检查、日志分析及试验评估。其核心在于“分层验证”:先在软件仿真环境中校验算法逻辑,再在地面站、无人平台等目标环境中逐步确认软件的正确部署与运行。
研发人员可在实装前检验软件在不同平台、任务环境、传感器配置及通信条件下的表现,并利用实际任务记录复现问题、对比版本。经验证后,面向无人平台的算法形成可部署软件及配置加载至天枢 OS;任务管理侧算法则按天枢 Mission 接口及环境要求,形成软件、模型参数和配置加载至天枢 Mission。
02
天枢 OS:
无人系统自主任务执行平台
天枢 OS 由地面站及无人平台端软件共同支撑一个无人集群任务执行单元(简称“执行单元”)。平台加载经适配确认的软件及配置(含天枢 Studio 成果),完成无人平台接入、自主任务执行、集群协同和运行监视。
天枢 OS 既可独立组织任务,在明确的目标和成员范围内安排分工;也可接收外部任务系统或天枢 Mission 的输入,落实既定任务分配,处理编组内的航迹生成、行为动作、状态同步及局部调整。
任务执行中,天枢 OS 持续监视平台、载荷及链路状态。面对临时障碍、成员异常或通信波动,它在授权范围内自动调整集群行动;若超出授权或触发安全条件,则提示操作人员介入。装备级接管按具体平台控制方式执行。
03
天枢 Mission:
无人系统任务管理平台
当任务需形成统一态势、开展任务级规划或协调多系统时,由天枢 Mission 承担管理职能。它汇集上级要求、多源目标信息、执行单元状态及任务进展,持续生成综合态势。操作人员设定目标、资源范围及约束后,天枢 Mission 计算资源编组、目标分配和行动时序,供人员审查授权。
规划确认后,天枢 Mission 向天枢 OS 执行单元下发任务要求、分配结果、协同约束及授权结果。各执行单元反馈成员状态、目标观测、任务进展及结果,天枢 Mission 据此更新态势与规划。
该模式典型应用于多执行单元场景。即便仅有一个执行单元,若需汇聚多源态势或协调外部系统,亦可使用天枢 Mission。
图 3 天枢产品体系的产品协同与分层部署关系
在接口满足条件下,用户可保留已有系统、软件成果和无人平台,按需补充能力并逐步扩展。软件版本、任务规划、成员行动和运行记录按任务建立关联,确保问题定位和版本验证有据可查。
从单项自主走向任务协同
单项能力验证关注平台飞行、目标识别或路径规划等独立指标;而无人集群任务更强调成员间的分工协作与动态调整。任务人员需掌握包含目标航迹、成员状态、任务区域及进展的综合态势,并据此组织行动。若涉及多类型、多厂商设备,还需统一接入方式、能力描述和状态反馈。
实现这一转变,需打通软件成果部署、任务信息处理、任务规划、协同执行、动态调整和运行改进的全链路关系。
软件成果从开发验证进入实装运行
研发人员利用天枢 Studio 将算法封装为版本明确的软件,完成数据与接口适配、运行配置及分层验证。通过验证的软件由天枢 OS 加载,并在地面站和无人平台上开展测试。分层验证机制确保同一软件在不同软硬件环境中均满足部署要求,顺利从开发环境进入实战环境。
让任务信息转化为可执行的规划
天枢 Mission 接收来自执行单元、探测设备及既有系统的信息,统一时间戳、坐标系和目标标识,形成包含目标航迹、成员状态和任务进展的综合态势。任务人员据此确定资源编组、目标分配和行动安排,天枢 Mission 随即生成相应的任务规划。
让任务规划在无人集群中转化为行动
规划确认后,天枢 Mission 向天枢 OS 提供任务要求、成员分配、协同约束和授权结果。协同约束界定配合成员及时空边界,授权结果确认关键动作。天枢 OS 据此生成各成员航迹、行为动作及控制参数,组织集群协同。
让规划和行动随任务变化持续调整
天枢 OS 持续向天枢 Mission 反馈成员状态、进展、异常及结果。当目标航迹变化、成员退出或任务区调整时,天枢 Mission 生成新规划版本供确认更新。对于局部障碍或短时协同需求,天枢 OS 在授权范围内自行处理。
让运行结果返回开发验证环节
任务结束后,天枢 OS 保存软件版本、配置、状态及执行结果,天枢 Mission 保存规划版本、授权过程及评估结果。相关记录按任务关联并返回天枢 Studio,供研发人员复现问题、验证新版本,以及任务人员评估规划与执行效果。
典型任务如何在天枢中运行
以反无人机作战中的协同拦截任务为例。探测设备发现目标后,值班人员需研判目标、组织拦截集群并协调地面处置设备。以下展示三款产品如何从算法准备进入作战执行并形成可复核记录(具体设备和接口依项目适配)。
图 4 反无人机作战中的算法准备、目标研判、拦截执行和任务复盘
01
作战准备:
验证算法并确认任务资源
研发人员通过天枢 Studio 开发验证两类算法:面向天枢 Mission 的航迹融合、威胁评估和拦截规划算法,以及面向天枢 OS 的目标识别、拦截航迹生成和集群协同算法。成果包括算法版本、运行配置、接口映射和验证结果。
任务开始前,值班人员确认已部署的算法版本、雷达及无人拦截机状态、拦截区域和处置授权范围。
02
目标发现:
验融合目标态势并生成拦截方案
独立部署的雷达、光电等设备向天枢 Mission 提供观测信息;无人拦截机载荷由天枢 OS 接入。天枢 OS 统一平台侧信息的时间、坐标和格式,将目标位置、属性及局部航迹提供给天枢 Mission。
天枢 Mission 完成跨来源目标关联、航迹融合和威胁评估,形成连续航迹及威胁等级。值班人员确认处置目标、资源范围和规则后,拦截规划算法计算编组、分配和时序,经审查后完成授权。
天枢 Mission 向天枢 OS 提供确认的拦截规划、授权结果(含编组、分配、范围及约束),并向微波武器等地面设备提供处置目标及授权。底层控制仍由设备自身完成。
03
拦截执行:
落实任务分配并驱动集群行动
天枢 OS 将拦截要求转化为各成员的航迹、动作及协同策略,并持续返回位置、状态、进展和结果,供值班人员监视。
若目标转向、成员故障或条件变化,天枢 Mission 根据最新态势更新规划。单架避障和短时协同由天枢 OS 在授权内处理;超出范围或触发安全条件时,由人员介入调整。
04
作战复盘:
评估拦截效果并改进算法
任务结束后,天枢 OS 记录算法版本、配置、航迹及结果,天枢 Mission 记录目标关联、融合航迹、规划版本及授权过程。记录按任务标识及关键事件关联,供天枢 Studio 复现问题和验证修正版本。
值班人员可按阶段回看目标研判、规划版本、授权过程、异常处置和最终效果,评估拦截成员选择及行动时序的合理性。
用户在开发和任务运行中获得什么
根据所选产品组合,用户可获得以下四类结果:
可部署的软件与配置
用户明确需求、任务、接口及指标后,天枢 Studio 支持完成算法开发、集成、仿真和分层验证,形成面向 Mission 或 OS 的软件版本、配置、接口映射、适用条件及验证结果。
可确认、可调整的任务规划结果
任务人员在同一视图查看目标航迹、单元状态和进展,审查规划并确认授权。态势变化时,天枢 Mission 生成新规划版本,支持比较调整前后的资源选择、分配和时序。
可监视、可干预的集群行动
天枢 OS 将任务要求转化为成员行动及协同。人员可查看软件版本、成员状态、进展和异常影响,必要时暂停任务、调整安排或处置异常成员。
与任务过程对应的运行记录
软件版本、配置、规划、授权、行动及结果按任务及关键事件建立关联。研发人员据此复现问题验证新版本,任务人员据此评估态势处理和规划效果。
图 5 用户获得可部署的软件与配置、可调整的任务规划结果、可干预的集群行动和与任务过程对应的运行记录
按现有基础选择产品组合
天枢可整体部署,也可在保留已有系统、软件和平台的基础上,按能力缺口组合使用。
具备成熟可部署软件的用户,可直接结合天枢 Mission 或 OS 开展接口适配和运行确认;仍需工程开发、训练或验证的算法,可先进入天枢 Studio。
已有算法原型或需工程化验证的软件,由天枢 Studio 完成封装、适配和分层验证。成果再按部署位置,分别在 Mission、OS 地面站或平台端完成适配确认。
需统一组织多个无人集群时,可使用天枢 Mission 连接多套天枢 OS。Mission 负责跨集群组织,OS 负责集群内协同。
无人平台及载荷通过天枢 OS 适配,外部探测和处置设备通常通过天枢 Mission 接入;已有任务或执行系统根据功能,与 Mission 或 OS 约定接口。具体适配对象和范围依项目条件确认。
需覆盖算法开发验证、任务管理和集群执行全过程时,三款产品协同使用。可先围绕一项明确任务完成全过程验证,再逐步扩大部署范围。
图 6 根据现有系统、软件和无人平台基础选择天枢产品组合
天枢适用于哪些建设与任务场景
除反无人机作战外,天枢还适用于一种能力建设方式和三类典型任务运用场景。
自主能力研发验证
核心产品:天枢 Studio;
目标运行环境:天枢 Mission 或天枢 OS
新的目标识别、任务规划或集群协同算法准备进入实际运行环境时,可通过天枢 Studio 完成软件集成、场景仿真和分层验证,并结合 Mission 或 OS 完成部署确认。用户最终获得版本、适用条件和验证依据明确的可部署软件及配置。
多类型无人平台协同
适用组合:天枢 OS;
需要统一态势或任务级规划时增加天枢 Mission
同一执行单元内的多类型无人平台通过适配接口接入天枢 OS,由 OS 组织成员分工、状态同步和集群内调整。任务涉及多个执行单元或外部设备时,增加天枢 Mission 形成统一态势和任务级规划。
任务操作人员可在任务视图中掌握执行单元及成员的分工、状态和进展,同时保留已有平台和配套设备。
有人无人协同训练
典型组合:天枢 Studio+ 天枢 Mission+ 天枢 OS
天枢 Studio 构建包含虚拟目标的训练场景并验证自主软件;天枢 Mission 组织训练任务、资源关系和授权流程,天枢 OS 接入参与训练的无人集群。
训练组织人员注入故障或调整事件后,天枢 Mission 更新任务级规划,天枢 OS 执行并反馈。组织人员可观察处置过程并开展复盘评估,确保人员操作、授权、协同和结果与任务阶段对应。
通信受限或受干扰环境下的搜索侦察
适用组合:天枢 Studio+ 天枢 OS;
需要任务级统筹时增加天枢 Mission
天枢 Studio 构建通信链路退化、导航受限和地形遮挡等条件,验证成员在信息不完整时的协同能力及安全状态切换。
链路退化或中断期间,天枢 OS 按预设规则保持本地执行并记录关键状态。通信恢复时,天枢 Mission 根据目标、状态或跨单元关系变化更新规划;任务操作人员查看补传状态和变化,确认继续执行或调整规划。
图 7 天枢产品体系支持自主能力研发验证、多类型无人平台协同、有人无人协同训练和通信受限或受干扰环境下的搜索侦察
从自主能力开发验证到集群协同执行,天枢以三款产品连接可部署软件、任务规划、成员行动和运行记录。相关记录按任务建立关联,为后续问题复现、版本验证及规划调整提供输入。
让经过验证的自主能力进入无人平台,
让任务规划转化为协同行动,
让每次任务都为后续改进提供依据。

