[发明专利]一种无人机群的导航控制方法

说明书

技术领域

本发明无人机控制领域，尤其涉及一种无人机群的导航控制方法。

背景技术

无人机的研究在最近几年有了很大的进展，被广泛应用与民用方面的通信中继、气象探测、灾害监测、农药喷洒、地质勘测、地图测绘、交通管制以及军用方面的侦察、攻击和电子对抗。

无人机体积小、重量轻、易维修等优点得到了广泛的推广，但是由于单个无人机的载荷有限，单个无人机与地面站之间的数据通信中断时会直接导致任务的失败，甚至会有坠机的危险，而且单个无人机在应对广阔的任务区域以及单个无人机故障后将无法完成任务的不利因素，这就使得利用多个无人机间的协作以执行更为复杂任务的要求逐渐成为无人机研究的趋势。

因此，现有技术需要进一步的改进。

发明内容

本发明提供了一种无人机群的导航控制方法，能够实现整个无人机群组内的各个无人机之间的导航，从而提高控制无人机在处理复杂任务时的共同作业的能力，解决单个无人机处理复杂任务时载荷有限，无法顺利完成任务的缺陷。

本发明所提供的方法具体技术方案如下：

一种无人机群的导航控制方法，其中，所述方法包括以下步骤：

无人机群中的各个无人机确定当前位置信息和用户输入的目的地位置信息；

各个无人机根据所述当前位置信息和所述目标位置信息确定各自的飞行方向；

各个无人机根据所述当前位置信息、所述目标位置信息及所述摄像头的拍摄角度，确定所述无人机需要飞行的飞行距离；

各个所述无人机根据所述飞行方向和所述飞行距离飞行至目的地的过程中，实时将飞行的位置数据信息发送至后台服务器；

所述后台服务器根据接收到位置数据信息,实时监控各个无人机当前的飞行方向是否偏离计算出的飞行方向；若飞行方向发生偏离，则控制无人机将其当前飞行方向调整到与计算出的飞行方向保持一致。

所述的无人机群的导航控制方法，其中，所述步骤中无人机根据所述当前位置信息和所述目标位置信息确定飞行方向的方法包括：

将各个无人机当前位置信息中包含的GPS坐标和其所对应的目标位置信息所包含的GPS坐标进行连线，以该连线方向作为飞行方向。

所述的无人机群的导航控制方法，其中，所述步骤中通过以下公式确定各个所述无人机所需飞行的飞行距离:

S＝(2×M×N×tana)/(P×sinb)；

其中：S为飞行距离、M为目标位置中包含的空间横坐标、N为无人机的当前位置与地面的垂直高度、a为安装在无人机正下方的摄像头水平视角的半角、P为空间坐标系的横轴长度，b为第一直线与第二直线之间的夹角，所述第一直线为从摄像头出发竖直向下的直线，所述第二直线为：从所述摄像头出发，水平方向上与所述摄像头在横轴方向上的视线范围线段中的中点所构成的直线。

所述的无人机群的导航控制方法，其中，所述方法中还包括步骤：

各个无人机在飞行过程中实时检测电量，若电量低于预置电量值，则将距离最近的无人机充电基站作为中途点，并将所述中途点作为起点，将目标位置作为终点，计算从所述起点到终点之间的第二飞行距离，并根据所述第二飞行距离飞行至终点。

所述的无人机群的导航控制方法，其中，所述方法中还包括步骤：

无人机在飞到无人机充电基站后，通过底部摄像头进行图像识别，瞄准充电接口，并且在无人机底部设置有磁铁接口，无人机充电基站的充电接口附近也设置有磁铁接口，用来准确对准充电接口。

所述的无人机群的导航控制方法，其中，所述方法中还包括步骤：

各个无人机在飞行过程中不断进行数据广播，判断是否收到来自其他无人机返回的回应信息；

如果收到回应信息，根据该回应信息与该回应无人机建立通讯连接；

建立通讯连接的无人机之间互相交换自身的导航信息，并根据对方的导航信息判断存在相撞风险；

若存在相撞风险则自动调整高度。

所述的无人机群的导航控制方法，其中，所述方法中所述位置数据信息包括：无人机飞行速度、无人机当前所在位置的GPS坐标和无人机当前飞机的飞行方向。

所述的无人机群的导航控制方法，其中，所述方法中后台服务器控制无人机将其当前飞行方向调整到与计算出的飞行方向保持一致的步骤包括：

后台服务器根据所述位置数据信息不断发送调整指令至飞行控制器，所述飞行控制器接收调整指令，控制调整四个或6个螺旋桨的转速和方向，使得所述无人机当前的飞行方向与计算出的飞行方向保持一致。