[发明专利]无人飞行装置集群系统

说明书

技术领域

本发明涉及无人飞行装置技术领域，特别是涉及一种无人飞行装置集群系统。

背景技术

集群化是无人机应用的发展趋势，即由多个无人机组成群体共同执行任务，无人机集群在侦察/监视、通信中继、电子对抗、灾害防治、应急搜救等领域有着广泛需求，它具有控制范围更大、相互补足、任务分担等优点。

现有技术中，无人机集群的协同工作模式是，每架无人机均通过自身机载的传感设备获取定位信息及导航信息，独立规划路线，这种方式存在所需视觉传感设备数量较多，信息处理量大，消耗能量过多的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种无人飞行装置集群系统，不需要对每台装置独立导航，减少了飞行装置的装载设备数量和消耗能量。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种无人飞行装置集群系统，所述无人飞行装置集群包括若干主控飞行装置和至少一级从控飞行装置；

所述主控飞行装置用于按照规划路线进行巡航；

所述从控飞行装置用于跟踪目标飞行装置进行巡航，并执行任务，其中，所述目标飞行装置包括所述主控飞行装置或者所述从控飞行装置。

可选地，所述无人飞行装置集群包括至少两级所述从控飞行装置；

第一级所述从控飞行装置用于跟踪所述主控飞行装置进行巡航，并执行任务；

毎下一级所述从控飞行装置用于跟踪其上一级从控飞行装置进行巡航，并执行任务。

可选地，所述主控飞行装置用于接收地面控制终端发送的规划路线，或者所述主控飞行装置用于在地面控制终端的遥控下根据规划路线进行巡航。

可选地，所述从控飞行装置包括：

拍摄模块，用于拍摄其跟踪的目标飞行装置图像；

飞行调整模块，用于根据其跟踪的目标飞行装置在拍摄画面中的位置、自身当前的飞行速度计算自身当前飞行方向的偏移角度，根据该偏移角度调整自身的飞行方向和飞行速度，使在拍摄画面中其跟踪的目标飞行装置处于画面中心。

可选地，所述飞行调整模块具体用于：

以拍摄画面为X-Z平面建立三维直角坐标系，假设P点表示目标飞行装置在空间中的实际位置，Q点表示P点在X-Z平面的投影，O点表示坐标系原点，则根据OP的距离满足关系式：OP²＝x²+y²+z²，计算出z，其中(x，y，z)表示P点坐标；

根据计算式计算本从控飞行装置当前飞行方向的偏移角度α。

可选地，由OP＝vt计算得到OP距离，v表示本从控飞行装置当前的飞行速度，t表示自定义的时间变量；

或者，通过测量本从控飞行装置与其跟踪的目标飞行装置之间的距离，作为OP距离。

可选地，所述从控飞行装置设置有测距仪，通过所述测距仪测量本从控飞行装置与其跟踪的目标飞行装置之间的距离，作为OP距离。

可选地，所述从控飞行装置还包括：

目标识别模块，用于根据其跟踪的目标飞行装置的初始位置标准图像，从拍摄画面中识别并定位出目标飞行装置。

可选地，所述目标识别模块具体用于：

从拍摄图像中提取每一特征点的SIFT特征向量，构建第一k-dimensional树特征结构，并从其跟踪的目标飞行装置的初始位置标准图像中提取每一特征点的SIFT特征向量，构建第二k-dimensional树特征结构；

对所述第一k-dimensional树特征结构和所述第二k-dimensional树特征结构进行匹配搜索，将拍摄图像中与标准图像中的特征点匹配的特征点提取出；

将提取出的匹配特征点对标准图像的姿态变换空间进行聚类分析，将不满足条件的匹配特征点剔除；

对保留的匹配特征点进行拟合，得到在拍摄图像中目标无人飞行装置的姿态参数。

可选地，所述拍摄模块包括摄像头。

由上述技术方案可知，本发明所提供的无人飞行装置集群系统，包括若干主控飞行装置和至少一级从控飞行装置，其中，主控飞行装置按照规划路线进行巡航，从控飞行装置跟踪目标飞行装置进行巡航，目标飞行装置为主控飞行装置或者从控飞行装置。本发明无人飞行装置集群系统，从控飞行装置通过跟踪其目标飞行装置进行巡航，对从控飞行装置不需要独立导航及规划路线，可避免在其上装载数量多的传感设备，减少了飞行装置的装载设备数量和消耗能量。

附图说明