[发明专利]一种用于无人机编队飞行的控制系统

摘要

本发明公开了一种用于无人机编队飞行的控制系统，包括一个长机编队控制装置、多个僚机编队控制装置和一个地面装置。所述长机编队控制器包括卫星导航模块、地面站通讯电台接口、编队通讯电台接口、GNSS接口、GCS（Ground Control Station）接口和一套长机编队控制器软件；所述僚机编队控制装置包括僚机编队控制器、僚机自动驾驶仪和僚机编队通讯电台；所述僚机编队控制器包括卫星导航模块、编队通讯电台接口、SBUS接口、GNSS接口、GCS（Ground Control Station）接口和一套僚机编队控制器软件；所述地面装置包括地面控制站和地面差分基站，地面控制站与地面通讯电台连接，地面差分基站与地面差分电台相连。

主权项

一种用于无人机编队飞行的控制系统，包括一个长机编队控制装置、多个僚机编队控制装置和一个地面装置；其特征在于，所述长机编队控制装置包括：长机编队控制器、长机自动驾驶仪、长机地面通讯电台和长机编队通讯电台；所述长机自动驾驶仪、长机地面通讯电台和长机编队通讯电台分别与长机编队控制器相连；所述长机编队控制器包括：卫星导航模块、地面站通讯电台接口、编队通讯电台接口、GNSS接口、GCS（Ground Control Station）接口和一套长机编队控制器软件；所述地面站通讯电台接口与长机地面通讯电台连接；所述编队通讯电台接口与长机编队通讯电台连接；所述GNSS接口和GCS（Ground Control Station）接口分别与长机自动驾驶仪连接；一套长机编队控制器软件，作用于长机编队控制器各个接口和模块；所述僚机编队控制装置包括：僚机编队控制器、僚机自动驾驶仪和僚机编队通讯电台；所述僚机自动驾驶仪和僚机编队通讯电台分别与僚机编队控制器相连；所述僚机编队控制器包括：卫星导航模块、编队通讯电台接口、SBUS接口、GNSS接口、GCS（Ground Control Station）接口和一套僚机编队控制器软件；所述编队通讯电台接口与僚机编队通讯电台连接；所述SBUS接口、GNSS接口和GCS（Ground Control Station）接口分别与僚机自动驾驶仪连接；一套僚机编队控制器软件，作用于僚机编队控制器各个接口和模块；所述地面装置包括地面控制站和地面差分基站，地面控制站与地面通讯电台连接，地面差分基站与地面差分电台相连；所述的用于无人机编队飞行的控制系统，其控制方法为，编队飞行时，长机收集编队中本机和僚机的飞行信息，并将整个编队的飞行信息传送到地面控制站，同时将飞行任务发给僚机，僚机的飞行信息通过编队网络数据链传送到长机；所述长机编队控制器的卫星导航模块接收导航信息；所述长机编队控制器对导航信息进行解析，解算出长机所在位置信息，并将该信息以标准数据格式打包，作为差分算法的一个输入；所述长机编队控制器的地面站通讯电台接口接收地面控制站发来的控制指令，并将编队的飞行信息传送给地面控制站，长机编队控制器根据该接口获取的地面控制站的控制指令来进行任务的重规划与重分配，同时也将获取的编队飞行信息传送给地面控制站，供地面监控；所述长机编队控制器通过其控制的编队通讯电台接口发送编队控制指令、分配各个僚机任务、广播本机的飞行信息，获取编队中其它无人机的飞行参数，并将处理过的参数通过地面站通讯电台接口传送给地面控制站；所述长机编队控制器通过其控制的GNSS接口将定位信息输出给长机自动驾驶仪；在起飞着陆阶段，该定位信息由长机编队控制器通过由长机编队控制器控制的卫星导航模块获得的位置信息与地面差分基站之间作差分算法，得到精确的定位信息，并将该定位信息通过长机编队控制器的GNSS接口传给长机的自动驾驶仪；在编队飞行时，定位信息仅由长机编队控制器的卫星导航模块获得；所述长机编队控制器通过其控制的GCS（Ground Control Station）接口向长机自动驾驶仪发送飞行航迹和飞行任务，同时接收自动驾驶仪传来的飞行状态参数；所述僚机编队控制器的卫星导航模块接收导航信息；所述僚机编队控制器对导航信息进行解析，解算出僚机所在位置信息，并将该信息以标准数据格式打包，作为差分算法的一个输入；所述僚机编队控制器通过其控制的编队通讯电台接口接收长机的编队控制指令和任务、获取编队中其它无人机的飞行参数，同时广播本机的飞行信息；僚机通过僚机编队通讯电台与长机实现伪距差分定位；所述僚机编队控制器通过其控制的SBUS接口向僚机自动驾驶仪发送控制信号，控制僚机自动驾驶仪的工作模式；所述僚机编队控制器通过其控制的GNSS接口，在僚机起飞着陆阶段，或者不再编队状态下，输出给僚机自动驾驶仪所需的定位信息；所述僚机编队控制器通过其控制的GCS（Ground Control Station）接口，向僚机自动驾驶仪发送飞行任务，同时接收僚机自动驾驶仪传来的飞行状态参数；所述的地面控制站在所有编队中的无人机起飞前进行航迹规划和任务规划，也可以在编队飞行时进行在线的航迹或任务的重规划，同时显示所有无人机的飞行状态。