[發明專利]基于混合型拓撲結構的無人機編隊控制方法及系統

在審

• 申請號: 202110264390.3
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN113190035A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 齊欣;宋大雷;戰貴軍;董世斌;馮洋
• 申請（專利權）人: 沈陽合贏通用航空高技術產業研究院有限公司
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 北京中強智尚知識產權代理有限公司 11448
• 代理人: 黃耀威

本發明公開了一種基于混合型拓撲結構的無人機編隊控制方法及系統，所述方法包括：多個子編隊的地面站之間建立通信連接，以形成網狀拓撲結構；每個子編隊中的地面站與該地面站所屬子編隊的多個無人機之間無線通信連接，以形成樹狀拓撲結構；所述多個子編隊的地面站中的第一地面站創建主編隊任務，其余地面站加入所述主編隊任務，所述第一地面站設定所述多個子編隊的所有無人機的主編隊任務數據并將所述主編隊任務數據發送給所述其余地面站。本發明可以減小單臺地面站的運算負擔，每臺地面站所控制的無人機形成一個子編隊，實現了多臺地面站聯合控制多架無人機子編隊。

技術領域

本發明涉及無人機控制技術領域，特別涉及一種基于混合型拓撲結構的無人機編隊控制方法及系統。

背景技術

無人機具有體積小、重量輕、機動性高、隱蔽性強、造價低和無人員傷亡等特點，在商業領域以及軍事領域都有著非常廣闊的應用前景。隨著無人機應用的不斷擴張、使用要求的不斷提高，一次僅使用一架無人機在載荷、續航上難以符合要求，而同時使用多架無人機組建無人機編隊則可以有效的解決載荷、續航的問題并具備諸多優點。

無人機編隊是指兩架及兩架以上無人機分工、協同共同完成飛行任務的一種方式。傳統無人機編隊的控制方法采用一套地面站設備控制多組無人機，因此地面站的數據處理壓力較大，易產生數據處理阻塞的現象，甚至產生同一編隊下無人機相撞、墜機事件發生。

發明內容

鑒于此，本發明提供一種基于混合型拓撲結構的無人機編隊控制方法及系統，可以實現多臺地面站聯合控制多個無人機子編隊，減小了單臺地面站的運算負擔。

具體而言，包括以下的技術方案：

第一方面，本發明實施例提供一種基于混合型拓撲結構的無人機編隊控制方法，所述無人機編隊包括多個子編隊，每個子編隊包括一臺地面站和由所述地面站控制的多架無人機，所述方法包括：

所述多個子編隊的地面站之間建立通信連接，以形成網狀拓撲結構；

每個子編隊中的地面站與該地面站所屬子編隊的多個無人機之間無線通信連接，以形成樹狀拓撲結構；

所述多個子編隊的地面站中的第一地面站創建主編隊任務，其余地面站加入所述主編隊任務，所述第一地面站設定所述多個子編隊的所有無人機的主編隊任務數據并將所述主編隊任務數據發送給所述其余地面站。

可選地，所述多個子編隊的地面站之間建立通信連接，包括：

將所述多個子編隊的地面站連接到同一臺交換機上。

可選地，所述其余地面站加入所述主編隊任務之后，還包括：

基于所述第一地面站的時間，校準所述其余地面站的時間。

可選地，所述主編隊任務數據包括所述多個子編隊的所有無人機的任務航線、起始點的位置、任務航點的位置、飛行高度、飛行速度、最大速度、最大加速度、每個航點停留時間、載荷執行任務點、同步或異步執行任務、每個子編隊中的無人機之間的最小控制距離和相鄰子編隊的無人機之間的最小控制距離。

可選地，所述的方法還包括：

在所述多個子編隊之間設置動態電子圍欄。

可選地，所述多個子編隊的地面站之間通過UDP協議相互訪問。

第二方面，本發明實施例提供一種基于混合型拓撲結構的無人機編隊控制系統，所述系統用于執行所述的方法，所述系統包括多臺地面站和由每臺地面站控制的多架無人機。

可選地，所述地面站包括處理器、存儲器、電源管理模塊和數據傳輸模塊。

可選地，所述無人機包括飛控單元和數據傳輸模塊，所述飛控單元包括控制與導航模塊、傳感器模塊和任務與編隊模塊。