[发明专利]一种无人机协同控制验证平台

说明书

本发明公开了一种无人机协同控制验证平台。该平台包括多个无人机、定位系统、地面站和通信模块；各无人机上均集成有第一控制器，第一控制器根据无人机协同控制算法控制所述无人机飞行；定位系统包括UWB导航定位系统和集成在无人机上的GPS芯片，UWB导航定位系统位于室内，GPS芯片与第一控制器电连接；地面站包括用于向无人机发送指令的第二控制器和用于显示无人机位置的显示器；地面站通过通信模块与各无人机进行信息交互，各无人机之间通过通信模块进行通信。本发明能够现实的呈现无人机在协同控制算法下的运行状态，提高了对协同控制算法评估的准确度。

技术领域

本发明涉及无人机协同控制验证领域，特别是涉及一种无人机协同控制验证平台。

背景技术

无人机又可以看作是空中机器人，一种能够完成一定程度的自主控制，能在空中进行可控飞行，从而可以通过携带特定设备完成相应任务的非载人飞行器。与载人飞行器相比，它体积小、成本低、安全性好，更适合执行重复性的或危险性高的任务，因此在民用和军用领域有广泛的应用前景。然而，当单架无人机执行任务时，它能完成的工作是受到制约的，对于更为复杂的任务，需要多架协同执行任务，可以通过合理分配携带的设备并形成合适的队形，同时覆盖较大区域，以更高效率协同完成任务，具体应用包括协同侦察、探测以及围捕等。在多机协同作业时，机群一般有必要形成合适的队形。一方面，无人机之间保持合适的间距有助于避免发生碰撞或者有的无人机脱离机群的情况；另一方面，在一些任务中无人机之间有必要形成指定的队形，例如通信中继等。因此，自主协同控制是无人机机群执行各种任务的重要基础。

目前大多数的无人设备协同理论的验证平台都是基于仿真的软件，用仿真软件模拟出无人设备的运行状态，然后根据仿真运行过程中生成的各种参数评价无人设备协同算法的优劣性，然而，仿真软件无法做到完全还原无人设备的运行状态，因此，仿真软件模拟出的无人设备协同算法的评估所需要的各种数据不够精确，如何搭建一个现实的环境来采集无人设备在运行过程中的各种参数，来评价无人设备协同算法的优劣性是亟待解决的重要问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种无人机协同控制验证平台，能够现实的呈现无人机在协同控制算法下的运行状态，提高了对协同控制算法评估的准确度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种无人机协同控制验证平台，包括：

多个无人机，各所述无人机上均集成有第一控制器，第一控制器根据无人机协同控制算法控制所述无人机飞行；

定位系统，包括UWB导航定位系统和集成在所述无人机上的GPS芯片，所述UWB导航定位系统位于室内，所述GPS芯片与所述第一控制器电连接；

地面站，包括用于向所述无人机发送指令的第二控制器和用于显示所述无人机位置的显示器；和

通信模块，所述地面站通过所述通信模块与各所述无人机进行信息交互，各所述无人机之间通过所述通信模块进行通信。

可选的，各所述无人机上还集成有用于检测重力和加速度的三轴加速度计、用于检测机体角速度的三片单轴陀螺仪和用于检测地磁场方向的三轴电子罗盘。

可选的，所述无人机上还集成有测量无人机高度的激光测距传感器。

可选的，所述通信模块为XBee通信模块。

可选的，所述无人机上还集成有软件接口，外部程序通过所述软件接口载入所述第一控制器。

可选的，所述UWB导航定位系统包括PC主机、锚点和标签，所述锚点布设于设定位置，所述标签安装于所述无人机机架上，所述标签用于向所述锚点发送定位请求，所述锚点用于接收所述标签的请求信号并通过网口将所述信号传输至所述PC主机，所述PC主机用于解算得到所述无人机的位置信息。