[发明专利]一种多飞行机器人的集联操作平台

说明书

本发明涉及一种多飞行机器人的集联操作平台，属于控制技术、制导技术、传感技术以及无线通信技术领域。所述集联操作平台包括中心控制模块、子飞行器模块和负载模块，子飞行器模块均匀分布于中心控制模块两侧，负载模块安装于中心控制模块上；中心控制模块用于计算各子飞行器模块所需执行的姿态信息并向子飞行器模块发送驱动指令，子飞行器模块根据接收的驱动指令调整姿态并将子飞行器模块的姿态信息反馈给中心控制模块，通过调控各子飞行器模块的姿态调整负载模块的姿态以达到执行任务的目的。所述集联操作平台具有远距离柔顺精准救援功能、近距离全向处置功能以及柔性突防与智能容错功能，能够使飞行机器人更好地执行复杂任务。

技术领域

本发明涉及一种多飞行机器人的集联操作平台，属于控制技术、制导技术、传感技术以及无线通信技术领域。

背景技术

目前，根据城市突遇爆炸后的救援需要，要求飞行器能远距离携带灭火弹发射装置、救援绳抛射装置等进行远距离消防救援，以及进行爆炸物的拆除和撤离作业，并且有良好的容错性和灵活性。多飞行无人机集群系统是实现上述功能的良好方式，即若干个飞行器组成飞行群体，具有良好的协同性，在城市消防救援领域有较为广阔的应用前景。

然而，传统的集群飞行器系统的各成员飞行器之间只需进行信息交互，没有机械结构上的连接，即该系统为多个单一个体的分布式控制，具有单独飞行器性能局限、具有较低适应性的弱点，不能很好的执行对集群飞行系统性能要求高的复杂任务。

发明内容

为了使飞行机器人能够更好地适应救援场景的复杂环境，本发明提供一种多飞行机器人的集联操作平台，使多个飞行机器人由连接装置固连为一体，各成员飞行器之间具有力与力矩的相互作用，使得集联体可以灵活的进行结构变化，从而通过改变各子飞行器的姿态使集联体产生变形，进而调整灭火弹发射装置、救援绳抛射装置以及机械手的姿态达到执行任务的目的，该集联操作平台具有协同化高、灵活变形、容错率高等优点，能够使飞行机器人更好地执行复杂任务。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种多飞行机器人的集联操作平台，所述集联操作平台包括中心控制模块、子飞行器模块和负载模块；

所述中心控制模块，用于计算各子飞行器模块所需执行的姿态信息(包括姿态角、拉力)向子飞行器模块发送驱动指令；

所述子飞行器模块，根据接收的中心控制模块发送的驱动指令调整姿态并将子飞行器模块调整后的姿态信息反馈给中心控制模块以判断驱动指令执行是否正常；

所述负载模块为执行任务所需要的救援工具；

子飞行器模块均匀分布于中心控制模块两侧，且各子飞行器模块通过杆状连接结构与中心控制模块固连，负载模块安装于中心控制模块上；

所述集联操作平台执行任务时，在中心控制模块的相关指令下，通过调控各子飞行器模块的姿态调整负载模块的姿态以达到执行任务的目的。

进一步地，所述中心控制模块还与地面站系统进行通信，便于地面站系统远程控制与监控所述集联操作平台的运行状态。

进一步地，所述中心控制模块包括中央处理器、飞控Ⅰ和控制总线Ⅰ，飞控Ⅰ用于获取子飞行器模块的位置和姿态信息并传输给中央处理器，中央处理器通过运行飞行控制算法计算各子飞行器模块所需执行的姿态角以及拉力矢量并通过控制总线Ⅰ向各子飞行器模块发送驱动指令。

进一步地，所述子飞行器模块包括计算处理器、飞控Ⅱ和控制总线Ⅱ，计算处理器将接收的中心控制模块发送的驱动指令传递给飞控Ⅱ，使子飞行器模块执行驱动指令的姿态角及拉力矢量，同时飞控Ⅱ采集子飞行器模块执行驱动指令后的姿态信息并通过计算处理器、控制总线Ⅱ将采集的信息反馈给中心控制模块，供中心控制模块判断驱动指令执行是否正常。

进一步地，所述负载模块根据执行任务的不同，可以选择负载不同的救援工具；