[发明专利]一种无人机集群的编队控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无人机的控制方法，尤其涉及一种无人机集群的编队控制方法。

背景技术

无人驾驶飞机简称无人机，英文缩写为UAV，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。从技术角度定义可以分为：无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机等。

无人机广泛应用于电力巡检、农作物监测、环境监测、影视拍摄、街景拍摄、快递投递、灾后救援、遥感测绘等领域。

无人机集群协作成为当前的重要发展趋势，具有更大的控制范围、互动补足、任务分担等。协同控制无人机集群系统能够执行复杂任务，缩短执行任务时间、提高出勤效率。现有技术中无人机集群的协作组建立不够灵活，当僚机出现问题或路径障碍时会直接终止任务，影响到集群协作的稳定性。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种无人机集群的编队控制方法。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种无人机集群的编队控制方法，包括如下步骤：

S1、协作组建立步骤，无人机集群中每架无人机均具有地面控制端，地面控制端通过通信平台组建形成协作组；

S2、长机确认步骤，协作组中某个地面控制端所匹配的无人机作为长机；

S3、编队协作步骤，长机的地面控制端在通信平台内发出编队协作请求指令，其余地面控制端可选择是否接收请求，当接收请求数量达到编队协作需求时，编队协作成立，接收请求的地面控制端所匹配的无人机为僚机；

S4、编队任务分配步骤，长机的地面控制端通过通信平台获得僚机的指令权限，并将编队任务通过通信平台、僚机的地面控制端分配至僚机；

S5、编队飞行步骤，长机及僚机按照编队协作任务进行编队飞行。

优选的，步骤S1中，通信平台至少包括基于路由、移动网的通信平台。

优选的，步骤S4中，地面控制端对相匹配无人机具有主指令权限和副指令权限，长机的地面控制端获得僚机的副指令权限。

优选的，步骤S4中，编队任务包括三维队形信息、僚机编号指令、及对应僚机编号的僚机与长机的相对位置指令。

优选的，步骤S5中，编队飞行包括编队避障飞行，长机通过双目避障对障碍物进行三维建模，并通过编队任务中的三维队形与根据障碍物的建模对比，选择最佳通过路径。

优选的，步骤S5中，当长机的地面控制端发出解散编队飞行指令后，长机的地面控制端放弃僚机的指令权限，编队协作解散。

优选的，步骤S3中，编队协作请求指令分为僚机请求和替补机请求，当僚机数量达到编队协作需求前，编队协作请求指令为僚机请求，当僚机数量达到编队协作需求后，编队协作请求指令由僚机请求变为替补机请求，当替补机达到要求后，停止发送编队协作请求。

优选的，步骤S4中，长机的地面控制端还获得替补机的副指令权限。

优选的，步骤S4中，编队任务还包括替补机编号指令、及对应替补机编号的替补机与长机的相对位置指令。

优选的，步骤S5中，当编队飞行过程中，某僚机退出编队飞行后，长机的地面控制端将某替补机的替补机编号指令修改为僚机编号指令、对应替补机编号的替补机与长机的相对位置指令修改为对应僚机编号的僚机与长机的相对位置指令。

本发明的有益效果主要体现在：

1. 采用通信平台实现对地面控制端的整合，实现无人机的指令权限转移，各地面控制端之间的通讯更流畅，集群控制任务相应更高效；

2. 通过增加替补机的集群控制方法，当编队任务中无人机出现故障或未响应状态下，替补机能进行及时替补，保障任务的顺利进行；

3. 僚机地面控制端具有主指令权限和副指令权限，其基于通信平台提供的为副指令权限，各地面控制端仍然具有主指令权限；

4. 具有集群智能避障飞行模式，通过对障碍物进行三维建模，并根据队形信息规划避障路径，执行任务安全、高效。

附图说明

图1是本发明一种无人机集群的编队控制方法的流程图。

具体实施方式

本发明提供一种无人机集群的编队控制方法。以下结合附图对本发明技术方案进行详细描述，以使其更易于理解和掌握。

一种无人机集群的编队控制方法，如图1所示，包括如下步骤：

S1、协作组建立步骤，无人机集群中每架无人机均具有地面控制端，地面控制端通过通信平台组建形成协作组；