[發明專利]基于視覺的無人機編隊飛行控制方法

有效

• 申請號: 201911010206.1
• 申請日: 2019-10-23
• 公開（公告）號: CN110703798B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 陳小慶;李彤;王波;朱得糠;孟志鵬;呂良
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍軍事科學院國防科技創新研究院
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 劉瑞東

1.基于視覺的無人機編隊飛行控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、根據編隊隊形需求，確定無人機編隊長僚機，將多無人機編隊問題分解為每組兩架無人機之間的位置保持問題；

步驟2、根據無人機的特征，在長僚機上布置特征點，作為視覺定位的參考點，在僚機上布置視覺設備；

步驟3、僚機機載設備開機工作，鎖定各自的長僚機，長僚機、僚機先后起飛，在指定的地點集合；

步驟4、獲得長僚機在地心坐標系下的位姿信息；

步驟5、將步驟4中獲取的數據傳遞給僚機飛行控制系統，僚機飛行控制系統根據編隊需求，針對長僚機位置保持問題進行控制指令解算，引導僚機跟隨長僚機按預定隊形飛行；

步驟6、每架僚機依據步驟5給出的位置指令跟隨各自長僚機飛行，實現整個無人機的編隊飛行，直至完成任務；

所述步驟5中控制指令解算根據長僚機的位置、姿態信息進行，具體如下：

假設無人機僚機和長僚機需要保持的距離為L，角度為θ，由于長僚機之間的高度差為其距離的5％～10％時，則認為長僚機位于同一水平面內飛行，

t時刻僚機位置為

視覺設備測量的長僚機相對僚機位置為

t時刻長僚機位置

t-1時刻僚機位置為

視覺設備測量的長僚機相對僚機位置為

t-1時刻長僚機位置為

基于無人機長僚機當前位置和上一時刻位置來預測長僚機下一時刻位置：

則得下一時刻僚機位置指令為：

2.根據如權利要求1所述的基于視覺的無人機編隊飛行控制方法，其特征在于，所述步驟2中，對于固定翼無人機，將特征點設置在機翼兩端，并在該部位布置LED燈，LED燈的特性根據僚機機載視覺設備的搭配進行選擇和設置。

3.根據如權利要求1所述的基于視覺的無人機編隊飛行控制方法，其特征在于，所述步驟2中，對于復合翼無人機，特征點布置在機翼兩端或將四個旋翼中心設置為輔助特征點。

4.根據如權利要求1所述的基于視覺的無人機編隊飛行控制方法，其特征在于，所述步驟2中，如果編隊飛行時設置兩架長僚機，則兩架長僚機上的LED燈分別設置為紅外LED燈、紫外LED燈，同時在各自僚機機載視覺設備鏡頭上配置相應的紅外和紫外濾光片。