[發明專利]固定翼無人機密集編隊與防撞避障半實物仿真系統及方法

有效

• 申請號: 202010390695.4
• 申請日: 2020-05-11
• 公開（公告）號: CN111596684B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 安彬;袁智榮;楊俊鵬;王丹;祝小平;李博;肖佳偉
• 申請（專利權）人: 西安愛生技術集團公司;西北工業大學
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10;G05B17/02
• 代理公司: 西安凱多思知識產權代理事務所(普通合伙) 61290
• 代理人: 劉新瓊

本發明涉及一種固定翼無人機密集編隊與防撞避障半實物仿真系統及方法，系統包括無人機平臺、仿真計算機、地面站計算機、三維態勢計算機、串口\網絡轉換模塊和網絡交換機，可以完成對小型固定翼無人機的密集編隊控制算法、密集隊形設計方法、自主規避防撞算法、隊形變換與重構算法的半實物仿真驗證，可以對單獨某一項算法進行驗證，也可以對算法進行組合驗證，作為無人機密集編隊的演示驗證平臺，可對密集編隊的小型固定翼原理樣機研制及地面試驗進行充分的驗證和優化。

技術領域

本發明屬于無人機密集編隊技術領域，尤其涉及一種小型固定翼無人機密集編隊與防撞避障半實物仿真系統及方法。

背景技術

無人機編隊飛行就是將多架具有自主功能的無人機按照一定的結構形式進行三維空間排列，使其在飛行過程中保持穩定的隊形，并能根據外部情況和任務需求進行動態調整。無人機密集編隊是一種新的編隊飛行模式，它將多架無人機按照一定的隊形進行排列，要求相鄰無人機的機間距離不超過一定范圍，并在飛行過程中保持隊形不變。相對于大中型無人機編隊，小型固定翼無人機密集編隊中氣流擾動的影響更為明顯，氣流擾動會對無人機密集編隊的姿態及相對位置造成重要的影響，這對于小型固定翼無人機密集編隊隊形保持至關重要。無人機編隊在進行障礙物規避時，由于有多架無人機存在，必須控制無人機在編隊中機間不發生碰撞的同時，實現對障礙物的防撞避障。

現有的固定翼無人機密集編隊與防撞避障的算法驗證，大多是通過數字仿真的方式進行，缺乏一套完整的半實物仿真系統，把真實的無人機接入到仿真閉環中，對小型固定翼無人機密集編隊與防撞避障涉及到的密集編隊控制算法、隊形變換與重構算法、氣動耦合對密集編隊的影響、自主規避防撞算法進行系統化的驗證，以便測試密集編隊與防撞避障中各算法的可行性和可靠性，為密集編隊飛行完成協同任務的工程化實現提供技術支撐。

發明內容

要解決的技術問題

為了解決小型固定翼無人機密集編隊與防撞避障半實物仿真驗證問題，本發明提出一種小型固定翼無人機密集編隊與防撞避障半實物仿真系統及方法，該系統及方法用于驗證小型固定翼無人機密集編隊與防撞避障中涉及到的密集編隊控制算法、隊形變換與重構算法、氣動耦合對密集編隊的影響、自主規避防撞算法等。

技術方案