[发明专利]一种支持多无人机自主飞行的地面站控制系统

说明书

本发明的一种支持多无人机自主飞行的地面站控制系统，包括多无人机飞控导航平台和地面站软件控制平台，多无人机飞控导航平台和和地面站软件控制平台通过无线数传NFR24L01模块进行通信控制。其中多无人机飞控导航平台包括飞行控制增稳模块、GPS/INS组合导航模块、桨叶电机输出执行模块、数据解析封装模块、无线数据传输模块以及传感器检测模块。地面站软件控制平台包括用户指令输入模块、状态地图显示模块、数据存储与回放模块、任务分配协同控制模块最后包括无线数据传输模块。本系统支持多无人机编队协同任务控制航迹规划功能，具有可扩展性、稳定性好的特点。并且支持权限切换，可有效减少自主飞行时由于地面站和无人机通信引起的坠机事故。

技术领域

本发明涉及飞行器控制及无线通讯领域，特别涉及一种支持多无人机自主飞行地面站控制系统及方法。

背景技术

随着现代科技的深入发展和各国军事理论的不断壮大，无人机的应用已经成为当今研究热点之一。目前单无人机的地面站控制也日趋成熟，主要功能是监测和控制无人机的飞行过程、飞行航迹、有效载荷、通讯链路等，并对一些故障予以及时警报并采取相应的诊断处理措施。

随着应用场景的不断扩大复杂，一些特殊的任务需要多架无人机进行编队协同完成，比如在复杂的地形和环境下进行多目标的跟踪。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，分配不同的任务给每架无人机。多无人机编队飞行也逐渐成为国际军事研究的热点之一，但是支持多无人机编队飞行的地面站平台却不多见。

目前市场上绝大多数的无人机均采用远程遥控来指挥其飞行，不能称之为真正的无人机。真正的无人机必须能够实现自主飞行任务，在人为设定起点、终点以及分配各种任务之后指令后，无人机能够自行的起飞降落执行任务，并且无人机的自主飞行是无人机编队飞行的基础。本多无人机自主飞行的地面站控制平台及方法，能够在无人机自主飞行调试及应用过程中起着至关重要的作用。

发明内容

本发明旨在一定程度上对无人机自主飞行、无人机协同编队控制提供一种技术框架及一种技术路线。为此，本发明的目的在于提出一种良好的结构框架、稳定的控制结构具有普遍性和扩展性的支持多无人机的地面站控制系统及方法。

根据本发明的一种支持多无人机自主飞行的地面站控制系统包括：多无人机飞控导航平台，地面站软件控制平台以及遥控器辅助模块。所述多无人机飞控导航平台包括多架多数目不同类别的无人机。其中所述无人机飞行导航控制平台进一步包括一下内容：

飞行控制增稳模块，用于搜集机身各种姿态数据，并且接收来自于地面站或者遥控发来的控制指令。对机身各种姿态数据以及遥控指令进行混合处理，以解除无人机自身各个机械结构之间的物理耦合性、非线性等复杂的物理特性，并且使得无人机在外部扰动作用下保持无人机平稳飞行；

传感器检测模块，用于测量机身飞行信息与外界环境信息；包括了三轴加速度计、三轴磁力计、三轴陀螺仪、气压高度计、温度传感器、视频图像传感器、GPS；

桨叶电机输出模块，该模块用于执行由飞行控制增稳模块解所算出的控制指令，其中包括常用无人机使用的无刷电机、舵机、电调等输出模块；

数据解析封装模块B1～BN、所述数据解析封装模块B1～BN主要有两个功能，功能一对无人机飞行状态数据进行解析滤波处理，功能二、对滤波处理的进行通信协议的数据封装，以确保无人飞行控制导航平台与地面站软件控制平台数据通信的正确性；

无线数据传输模块，所述无线数据传输模块主要用于无人机飞行控制导航平台与地面站软件控制平台数据通信以及任意两架无人机之间的数据通信。本专利中为每架无人机配置无线数据传输模块来实施编队协同任务；

所述地面站软件控制平台进一步包括：