[發(fā)明專利]集群表演故障處理方法、系統(tǒng)、無人機、地面站及終端

有效

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• 申請日: 2020-12-04
• 公開（公告）號: CN112698663B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尹佳杰
• 申請（專利權(quán)）人: 一飛（海南）科技有限公司
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10;G01C25/00;G01S19/23
• 代理公司: 天津市宗欣專利商標(biāo)代理有限公司 12103
• 代理人: 董光仁

本發(fā)明屬于無人機技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種集群表演故障處理方法、系統(tǒng)、無人機、地面站及終端，對于IMU和地磁發(fā)生二級故障的無人機控制算法自身做出決策，給出加鎖的指令；對于GPS發(fā)生二級故障的無人機，垂直方向使用氣壓計傳感器進行高度定位，水平方向使用慣性導(dǎo)航算法進行位置定位；同時根據(jù)所有無人機的信息以及故障無人機的信息，實時計算故障無人機范圍內(nèi)的其他飛行無人機數(shù)量，根據(jù)位置分布，選擇性的給出空中加鎖、返航指令。本發(fā)明在短時間內(nèi)能滿足定位精度。本發(fā)明提供的分布算法實時計算故障飛行器周圍其他飛行器的位置分布及數(shù)量分布，快速的給出相應(yīng)的控制決策。本發(fā)明能最大程度上處理故障，將損失降到最低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無人機技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種集群表演故障處理方法、系統(tǒng)、無人機、地面站及終端。

背景技術(shù)

目前，集群表演，也可稱為編隊表演。在編隊表演中，由于器件本身存在一定的故障率，比如IMU故障、GPS故障、電調(diào)故障等，這些因素都會導(dǎo)致無人機整體發(fā)生故障。而在編隊表演中，無人機間的間距一般在2米左右，一架無人機發(fā)生故障，如果對它不進行故障處理，就會對附近的無人機造成影響，造成不必要的損失。由于編隊表演也是剛剛興起，對于傳感器的故障處理也處于一個摸索的狀態(tài)。

通過上述分析，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及缺陷為：

(1)現(xiàn)有技術(shù)對于一架無人機發(fā)生故障時，故障處理不及時，很容易影響附近的無人機飛行。

(2)編隊表演是一個龐大的系統(tǒng)，一架無人機發(fā)生故障，故障的處理要根據(jù)周圍無人機的分布情況，給出正確的處理指令。

(3)傳感器異常數(shù)據(jù)檢測的感知算法要準(zhǔn)確健壯，不能誤觸發(fā)。

(4)Gps發(fā)生二級故障，慣性導(dǎo)航算法要準(zhǔn)確健壯。

解決以上問題及缺陷的難度為：

首先，對于傳感器數(shù)據(jù)異常的檢測，這需要復(fù)雜的感知算法，不能誤觸發(fā)從而導(dǎo)致更多的損失。其次，Gps發(fā)生二級故障，這時候只能依靠IMU傳感器進行定位，需要慣性導(dǎo)航算法準(zhǔn)確定位，此算法一是依靠IMU傳感器自身的精度，二是依靠復(fù)雜的導(dǎo)航算法。最后，Gps發(fā)生二級故障，地面站計算故障飛行器周圍無人機數(shù)量及分布的算法需要準(zhǔn)確可靠，從而給出準(zhǔn)確的處理指令。

解決以上問題及缺陷的意義為：

本發(fā)明針對傳感器的故障，提出一種故障處理的方法。解決以上的問題，主要是依靠算法的準(zhǔn)確性及健壯性。在集群表演中，解決了傳感器故障問題，在一定程度上大大減少了無人機的損失；另一個是算法的研究，在無人機學(xué)術(shù)領(lǐng)域起到了一個指導(dǎo)性的作用。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種集群表演故障處理方法、系統(tǒng)、無人機、地面站及終端。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種無人機集群表演故障處理方法，所述無人機集群表演故障處理方法包括：

對IMU及地磁傳感器發(fā)生二級故障的無人機，無人機自身做出決策，給出空中加鎖的指令；

對Gps發(fā)生二級故障的無人機，垂直方向使用氣壓計傳感器進行高度定位，水平方向使用慣性導(dǎo)航算法進行位置定位；

對GPS發(fā)生二級故障的無人機，地面站接收所有無人機的信息以及故障無人機的信息，實時計算故障無人機一定范圍內(nèi)的其他飛行無人機數(shù)量，根據(jù)其他飛行無人機的位置分布，選擇性的給出空中加鎖、返航、降落和往特定點飛行的指令。

進一步，所述傳感器包括IMU傳感器、GPS傳感器、地磁傳感器；所述無人機上搭載所述IMU傳感器、GPS傳感器、地磁傳感器各有兩套。

進一步，在傳感器沒有故障的情況下，導(dǎo)航算法同時使用兩套傳感器數(shù)據(jù)進行位置和姿態(tài)融合；