[實用新型]一種基于小型四旋翼的無人機編隊算法驗證系統

有效

• 申請號: 201721104636.6
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN207301789U
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 李俊男;王玉浩;孫翔宇
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司沈陽飛機設計研究所
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02;G05D1/10
• 代理公司: 北京航信高科知識產權代理事務所(普通合伙)11526
• 代理人: 高原

技術領域

本實用新型屬于無人機綜合仿真領域，具體涉及一種基于小型四旋翼的無人機編隊算法驗證系統。

背景技術

無人化和智能化是未來航空裝備的發展方向，無人機編隊、協同作戰將成為重要的作戰樣式，研發滿足編隊精度、實時性、魯棒性要求的無人機編隊算法成為航空工程師重要的研究課題。無人機編隊算法的研發從算法設計、仿真驗證、試飛驗證需要較長的周期，而且研發過程中需要進行多次迭代。在數字仿真階段，由于缺乏實際的物理約束，不足以對編隊算法提供完全令人信服的驗證，因此進行實際的試飛驗證是必不可少的環節。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種基于小型四旋翼的無人機編隊算法驗證系統，解決無人機編隊算法驗證的問題；通過搭建小型四旋翼室內自動飛行系統，并設計通用的編隊算法接口，形成通用的編隊算法測試平臺，為無人機編隊算法提供高效快捷的驗證手段，滿足算法研發的需求。

本實用新型的目的通過如下技術方案實現：一種基于小型四旋翼的無人機編隊算法驗證系統，包括基于開源飛控構建的多架編隊飛行的小型四旋翼無人機、用于無人機編隊飛行的室內飛行場地、設置于室內飛行場地內部用于采集無人機運動狀態信息的紅外定位系統、以及地面控制站；該地面控制站通過交換機讀取紅外定位系統發送的無人機數據信息，該地面控制站嵌入有用于計算無人機控制指令的無人機編隊算法，通過無線模塊實現無人機與地面控制站間的數據傳輸。

優選地是，所述室內飛行場地框架采用鋁制腳架搭建，尺寸為10m×15m×6m,框架通過鋪設低密度纖維編織網實現安全防護，該室內飛行場地地面鋪設多孔海綿以防止無人機意外墜落。

優選地是，所述小型四旋翼無人機機架尺寸為300mm×300mm，并在該小型四旋翼無人機上固定有用于所述紅外定位系統捕捉的發光標記點；開源飛控采用Pixhawk。

優選地是，所述紅外定位系統由12個紅外高速攝像機、數據處理計算機以及三維運動捕捉系統軟件組成，三維運動捕捉系統利用紅外高速攝像機捕捉固定在所述小型四旋翼無人機上的發光標記點，以此構建三維數據的運動采集與分析，實現多個無人機的定位與姿態測量。

優選地是，所述無線模塊為基于Mavlink協議的XTend數傳鏈路模塊。

優選地是，所述無人機編隊算法采用Matlab/Simulink軟件編寫，該算法規范有輸入的各架無人機位置信息和輸出的無人機姿態及油門控制量數據的Simulink模型模板，以生成動態鏈接庫所需的腳本工具以及調用該動態鏈接庫所需的標準函數。

優選地是，所述地面控制站還具有數據儲存和回訪功能，該數據儲存和回訪功能基于SQL Server數據庫管理系統實現，用于對無人機編隊算法測試過程中的數據存儲。

本實用新型所提供的一種基于小型四旋翼的無人機編隊算法驗證系統的有益效果在于，能夠對無人機編隊算法進行充分有效的驗證，該系統方便快捷、通用性強，可靠性高；模塊化的編隊算法接口，能夠實現編隊算法的快捷替換，滿足不同算法的驗證需求，同時也能使算法研發的迭代過程加快。

附圖說明

圖1為本實用新型基于小型四旋翼的無人機編隊算法驗證系統的結構示意圖。

附圖標記：

1-小型四旋翼無人機、2-室內飛行場地、3-紅外定位系統、4-無線模塊、5地面控制站、6-交換機。

具體實施方式

為使本實用新型實施的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行更加詳細的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

下面結合附圖對本實用新型的基于小型四旋翼的無人機編隊算法驗證系統做進一步詳細說明。

如圖1所示，一種基于小型四旋翼的無人機編隊算法驗證系統，包括多架編隊飛行的小型四旋翼無人機1、室內飛行場地2、紅外定位系統3、無線模塊4、地面控制站5、交換機6。