[发明专利]无人机集群软件在环仿真系统

权利要求书

1. 一种无人机集群软件在环仿真系统，其特征在于，包含若干个自动驾驶仪, 通信仿真模块，和飞行器模拟器；自动驾驶仪之间通过通信仿真模块相互通信，自动驾驶仪和飞行器模拟器之间通过网络通信协议通信。

2.如权利要求1所述的无人机集群软件在环仿真系统，其特征在于，所述自动驾驶仪，包含导航模块和控制器，导航模块按照实验流程生成期望飞行轨迹，作为控制器的输入；控制器模块通过反馈控制实现无人机的位置和姿态控制。

3.如权利要求2所述的无人机集群软件在环仿真系统，其特征在于，所述导航模块通过UDP协议与控制器相连，获取当前位置，速度和加速度，同时通过UDP协议与通信仿真模块相连，获取邻居的位置和速度；基于这些信息，导航模块运行算法计算期望位置和期望速度并作为控制量发送给控制器。

4.如权利要求2所述的无人机集群软件在环仿真系统，其特征在于，所述导航模块采用状态机式程序结构，该状态机中的每个状态执行特定任务，实验过程中通过组合不同的任务来配置实验内容；状态机初始状态为空闲状态，在该状态内不进行任何任务；任务开始后，状态机顺序执行一系列任务，包括：解锁电机、起飞、执行集群算法、降落、锁定电机；当一个任务完成后，就切换进入下一个状态；全部任务完成后，就回到空闲状态；若任务过程中出现异常事件，则切换到紧急状态。

5.如权利要求1所述的无人机集群软件在环仿真系统，其特征在于，所述通信仿真模块，可以设置通信延时、丢包率和通信半径，用来模拟无人机集群的通信网络。

6.如权利要求1所述的无人机集群软件在环仿真系统，其特征在于，所述通信仿真模块具体功能为：

（1）模拟通信半径，即转发消息时，首先判断接收者是否在通信半径以内，如果是则转发，否则放弃；

（2）模拟丢包，即指定一个有效的丢包率，对于转发的每条消息进行随机的丢包；

（3）模拟通信延时，即对于每条经过通信仿真模块的消息，施加时间长度符合高斯分布的延时。

7.如权利要求1所述的无人机集群软件在环仿真系统，其特征在于，所述飞行器模拟器，包括若干飞行器模型和气动干扰仿真模块，其中飞行器模型用来仿真飞行器的运动过程，而气动干扰仿真模块用来仿真机翼或螺旋浆产生的气流对临近无人机产生的气动干扰。