[發明專利]一種無人機集群的編隊控制方法

在審

• 申請號: 201710713779.5
• 申請日: 2017-08-18
• 公開（公告）號: CN107329492A
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 鄭冬
• 申請（專利權）人: 上海順礫智能科技有限公司
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種無人機的控制方法，尤其涉及一種無人機集群的編隊控制方法。

背景技術

無人駕駛飛機簡稱無人機，英文縮寫為UAV，是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機。從技術角度定義可以分為：無人直升機、無人固定翼機、無人多旋翼飛行器、無人飛艇、無人傘翼機等。

無人機廣泛應用于電力巡檢、農作物監測、環境監測、影視拍攝、街景拍攝、快遞投遞、災后救援、遙感測繪等領域。

無人機集群協作成為當前的重要發展趨勢，具有更大的控制范圍、互動補足、任務分擔等。協同控制無人機集群系統能夠執行復雜任務，縮短執行任務時間、提高出勤效率。現有技術中無人機集群的協作組建立不夠靈活，當僚機出現問題或路徑障礙時會直接終止任務，影響到集群協作的穩定性。

發明內容

本發明的目的是解決上述現有技術的不足，提供一種無人機集群的編隊控制方法。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案為：

一種無人機集群的編隊控制方法，包括如下步驟：

S1、協作組建立步驟，無人機集群中每架無人機均具有地面控制端，地面控制端通過通信平臺組建形成協作組；

S2、長機確認步驟，協作組中某個地面控制端所匹配的無人機作為長機；

S3、編隊協作步驟，長機的地面控制端在通信平臺內發出編隊協作請求指令，其余地面控制端可選擇是否接收請求，當接收請求數量達到編隊協作需求時，編隊協作成立，接收請求的地面控制端所匹配的無人機為僚機；

S4、編隊任務分配步驟，長機的地面控制端通過通信平臺獲得僚機的指令權限，并將編隊任務通過通信平臺、僚機的地面控制端分配至僚機；

S5、編隊飛行步驟，長機及僚機按照編隊協作任務進行編隊飛行。

優選的，步驟S1中，通信平臺至少包括基于路由、移動網的通信平臺。

優選的，步驟S4中，地面控制端對相匹配無人機具有主指令權限和副指令權限，長機的地面控制端獲得僚機的副指令權限。

優選的，步驟S4中，編隊任務包括三維隊形信息、僚機編號指令、及對應僚機編號的僚機與長機的相對位置指令。

優選的，步驟S5中，編隊飛行包括編隊避障飛行，長機通過雙目避障對障礙物進行三維建模，并通過編隊任務中的三維隊形與根據障礙物的建模對比，選擇最佳通過路徑。

優選的，步驟S5中，當長機的地面控制端發出解散編隊飛行指令后，長機的地面控制端放棄僚機的指令權限，編隊協作解散。

優選的，步驟S3中，編隊協作請求指令分為僚機請求和替補機請求，當僚機數量達到編隊協作需求前，編隊協作請求指令為僚機請求，當僚機數量達到編隊協作需求后，編隊協作請求指令由僚機請求變為替補機請求，當替補機達到要求后，停止發送編隊協作請求。

優選的，步驟S4中，長機的地面控制端還獲得替補機的副指令權限。

優選的，步驟S4中，編隊任務還包括替補機編號指令、及對應替補機編號的替補機與長機的相對位置指令。

優選的，步驟S5中，當編隊飛行過程中，某僚機退出編隊飛行后，長機的地面控制端將某替補機的替補機編號指令修改為僚機編號指令、對應替補機編號的替補機與長機的相對位置指令修改為對應僚機編號的僚機與長機的相對位置指令。

本發明的有益效果主要體現在：

1. 采用通信平臺實現對地面控制端的整合，實現無人機的指令權限轉移，各地面控制端之間的通訊更流暢，集群控制任務相應更高效；

2. 通過增加替補機的集群控制方法，當編隊任務中無人機出現故障或未響應狀態下，替補機能進行及時替補，保障任務的順利進行；

3. 僚機地面控制端具有主指令權限和副指令權限，其基于通信平臺提供的為副指令權限，各地面控制端仍然具有主指令權限；

4. 具有集群智能避障飛行模式，通過對障礙物進行三維建模，并根據隊形信息規劃避障路徑，執行任務安全、高效。

附圖說明

圖1是本發明一種無人機集群的編隊控制方法的流程圖。

具體實施方式

本發明提供一種無人機集群的編隊控制方法。以下結合附圖對本發明技術方案進行詳細描述，以使其更易于理解和掌握。

一種無人機集群的編隊控制方法，如圖1所示，包括如下步驟：

S1、協作組建立步驟，無人機集群中每架無人機均具有地面控制端，地面控制端通過通信平臺組建形成協作組；