[发明专利]多无人机平台协同控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及飞行器导航控制领域，特别涉及一种多无人机平台协同控制系统。 

背景技术

随着无人机系统及其相关技术的不断发展，其应用前景越来越广阔，应用场景也越来越复杂，特别是一些特殊的任务需要多个无人机协同完成，比如大面积场景监控，复杂环境下目标的跟踪等。在多无人机应用场景中，需要汇集每个无人机的状态信息，并按照任务需求对多无人机进行协同控制，分配不同的任务给不同状态的无人机。而以上的应用场景，需要构建稳定的多无人机数据传输及控制系统，以及稳定的任务分配系统，以保证多无人机能够有效协同，安全顺利完成任务。 

现有技术中，多无人机数据传输和控制系统由多无人机和地面站组成，需要在多个无人机和地面站之间建立稳定的数据传输，以保证地面站实时获取无人机的状态并对多个无人机进行准确的协同控制。但现有技术存在如下问题：1.大多数针对单个无人机设计数据采集和控制系统而未考虑多无人机平台协同控制的发展趋势，系统设计缺乏整体性和前瞻性；2.对于无人机平台需要回传的多种数据，如状态信息、导航数据信息和传感器（如图像传感器）信息等，大多采用数传与图传设备分离的方法，易造成同步误差而不利于无人机控制系统的高效工作；3.现有系统设计中，并未系统考虑多无人机平台和系统的任务分配、协同控制算法、针对具体无人机平台的数据及控制接口等因素。因此，虽有无人机数据传输和控制系统投入使用，但这些系统设计方法考虑不够全面，缺乏普适性；另一方面，现有设计尚未考虑未来多无人机平台的自主协同飞行发展，无法满足未来无人机自主导航的应用需求。 

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的一个目的在于提出一种具有可扩展性好、稳定性好的多无人机平台协同控制系统。 

根据本发明实施例的多无人机平台协同控制系统包括：多无人机平台，所述多无人机平台包括多种类型多个数目的无人机；以及地面控制中心，所述地面控制中心与所述多无人机平台中的无人机通过无线通讯连接，其中，所述地面控制中心进一步包括：用户输入模块，所述用户输入模块用于输入用户指定的多无人机总协同任务和输入用户对每一个所述无人机的参数设置；状态显示及数据库维护模块，所述状态显示及数据库维护模块用于实时显示并记录所述无人机的状态信息和图像数据，并维护所述无人机的配置参数数据库； 任务分配模块，所述任务分配模块用于根据所述多无人机总协同任务以及每一个所述无人机的参数设置，生成每一个所述无人机的具体任务；协同控制模块，所述协同控制模块用于根据每一个所述无人机的具体任务，生成相应的语义层控制指令；以及至少一个无人机处理模块，所述无人机处理模块的数目与所述无人机的种类数目相同且一一对应，所述无人机处理模块用于接收并处理所述无人机的状态数据和图像数据，并发送控制命令序列给所述无人机。 

在本发明的一个实施例中，所述地面控制中心与所述多无人机平台中的无人机通过无线通讯连接的方式为：以所述无人机的通信模块作为无线链路接入点，所述地面控制中心利用自身无线通信模块与其建立从属通信连接关系；或者以所述地面控制中心作为无线链路接入点，所述无人机利用自身无线通信模块与其建立从属通信连接关系；或者多个所述无人机与所述地面控制中心组成局域网络，进行通信连接。 

在本发明的一个实施例中，所述无线链路的数据包传输采用UDP协议，每个所述无人机具有自身的IP地址和相应的ID,采用不同的通信端口发送和接受不同类型的数据。 

在本发明的一个实施例中，所述状态数据包括所述无人机机载GPS导航信息、所述无人机的飞行状态、所述无人机的三周加速度和角速度、所述无人机的续航能力信息以及所述无人机机载传感器信息；所述图像数据包括所述无人机机载摄像头获得的图像信息。