[發明專利]一種基于二維平面的無人機群路徑識別方法

有效

• 申請號: 202110595220.3
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113190047B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發明（設計）人: 魯仁全;雷群樓;陶杰;翁劍鴻;林明
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10;G06V20/56;G06V10/25;G06V10/44
• 代理公司: 佛山市禾才知識產權代理有限公司 44379
• 代理人: 曹振;羅凱欣

本發明公開了一種基于二維平面的無人機群路徑識別方法，包括下述步驟：實時檢測GPS信號：無人機群實時檢測GPS信號情況，當檢測到GPS信號小于設定值時，無人機群停止前進，切換至自主導航模式；確定臨時的指揮機：將n個無人機進行編號排序，每個無人機給其余所有的無人機發送信號請求空間坐標，所有收到請求的無人機均返回一個空間坐標，將收到n?1個空間坐標的無人機作為臨時的指揮機；然后調整無人機群高度、確定中心無人機、對地面圖像進行采集、識別道路、路徑規劃和無人機群移動。本申請旨在提供一種基于二維平面的無人機群路徑識別方法，可以針對無人機群需要在復雜的低空環境中協同飛行的方法，用以在低空復雜環境下的導航和路徑規劃。

技術領域

本發明涉及無人機領域，尤其涉及一種基于二維平面的無人機群路徑識別方法。

背景技術

無人機是一種無人駕駛的飛行器，與載人飛機相比，無人機具有體積小，成本低，以及使用方便等優點。除了軍事應用以外，無人機還廣泛用于民事應用，例如：航拍、農業、植保、電力巡檢以及測繪等。

無人機具有載荷能力強、機動能力強、空間利用率高等顯著優勢。這使得無人機群在協同完成任務中具有很大的優勢，但在復雜城市環境下，協同飛行對于無人機而言依舊是個極大的挑戰?？梢圆捎肎PS定位并在已知地圖中導航的方案；也可以采用視覺方式，對未知的環境進行實時建圖，從而達到導航的目的。

現有的方案有采用GPS定位并在已知地圖中導航的方案，這種方案有兩個前提：一是需保持良好的GPS信號，GPS信號不能中斷；二是無人機存有地圖。但是有些地方沒有地圖，根本無法提前獲得地圖，也無法保證GPS的信號一直存在。一般采用視覺的方式，對未知的環境進行實時建圖，從而達到導航的目的，但實時建圖計算量大，需要的內存大，對設備要求高，而目前的嵌入式設備計算性能并不高，采用實時建圖的方式難以滿足協同任務的實時性要求。

發明內容

本發明的目的在于提出一種基于二維平面的無人機群路徑識別方法，可以針對無人機群需要在復雜的低空環境中協同飛行的方法，用以在低空復雜環境下的導航和路徑規劃。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：一種基于二維平面的無人機群路徑識別方法，包括下述步驟：

實時檢測GPS信號：無人機群實時檢測GPS信號情況，當檢測到GPS信號小于設定值時，無人機群停止前進，由GPS導航模式切換至自主導航模式；

確定臨時的指揮機：將n個無人機進行編號排序，每個無人機給其余所有的無人機發送信號請求空間坐標，所有收到請求的無人機均返回一個空間坐標，將收到n-1個空間坐標的無人機作為臨時的指揮機；

調整無人機群高度：以臨時的指揮機的高度作為基準，控制其他所有的無人機調整高度，使其高度保持與臨時的指揮機高度一致；

確定中心無人機：計算各個無人機與其余無人機之間的歐式距離總和，比較所獲得的n個歐式距離總和，將歐式距離總和最小的無人機作為中心無人機；

對地面圖像進行采集：勻速提升中心無人機的高度，中心無人機在升高過程中，利用自身攜帶的攝像頭對地面進行拍照；

識別道路：中心無人機上升到設定高度后，對整個區域進行拍照，對整個區域的圖像進行處理，識別出道路；

路徑規劃：將整個區域的圖像進行網絡化，對整個無人機群所在位置進行路徑規劃；

無人機群移動：利用圖像的距離和實際的距離之間的關系獲得無人機群的移動距離，并控制無人機群移動。

優選的，在實時檢測GPS信號的步驟中：當檢測到GPS信號小于設定值時，記錄無人機群當前獲取的GPS信號和無人機自帶的傳感器獲得的空間坐標。