CN107092270A - 实现编队飞行的方法、装置及系统 - Google Patents
实现编队飞行的方法、装置及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107092270A CN107092270A CN201610641396.7A CN201610641396A CN107092270A CN 107092270 A CN107092270 A CN 107092270A CN 201610641396 A CN201610641396 A CN 201610641396A CN 107092270 A CN107092270 A CN 107092270A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- aircraft
- formation
- flight
- cluster
- information
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 238
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims description 229
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 10
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 8
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims description 7
- 241000255925 Diptera Species 0.000 claims description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 4
- 241000333483 Pollenia rudis Species 0.000 claims description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 206010000369 Accident Diseases 0.000 description 1
- 241000257161 Calliphoridae Species 0.000 description 1
- 208000035473 Communicable disease Diseases 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
- G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
- G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions
- G05D1/101—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft
- G05D1/104—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft involving a plurality of aircrafts, e.g. formation flying
Abstract
本发明涉及实现编队飞行的方法、装置及系统。所述方法包括:启动队形变换任务,获取第一标定点在地图中的第一位置信息、第二标定点在地图中的第二位置信息;所述第一标定点、第二标定点分别属于第一队形、第二队形中的点;根据所述第一位置信息、第二位置信息规划由第一队形变换到第二队形的飞行路径;分别向编队集群中各个飞行器发送对应的飞行路径,使得编队集群中各个飞行器按照对应的飞行路径信息飞行以进行队形变换。本发明能够提高编队飞行中各飞行器的自主性,并方便操控人员进行编队控制。
Description
技术领域
本发明涉及飞行器控制技术领域,特别是涉及一种实现编队飞行的方法、实现编队飞行的装置以及实现编队飞行的系统。
背景技术
无人机英文缩写为“UAV”,是利用无线电遥控设备和自身的程序控制装置操纵的不载人飞机。无人机按应用领域,可分为军用与民用。
民用方面,“无人机+”行业应用是无人机的刚需;目前已在航拍、农业、植保、自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄等领域应用。
编队飞行是指两架以上无人机按一定队形或排列飞行。基本的编队队形有楔队、梯队、横队和纵队。传统的编队策略为“长机-僚机”方式,这种编队策略的特点是基于预设的编队结构,通过对长机的航向速度、航向角和高度跟踪,来调整僚机,达到保持编队队形的目的。长机在选择飞行状态时应给僚机修正偏差的余地,僚机要与长机密切配合;并且飞行中,长机根据需要发出指令改变编队方案和各机相对位置。这种编队策略对长机的性能要求较高,需特定配置的无人机才能胜任,并且威胁回避能力不足,尤其是当长机受到干扰时,将会出现难以意料的混乱。
发明内容
基于此,本发明实施例提供实现编队飞行的方法、装置及系统,能够提高编队飞行中各飞行器的自主性,方便操控人员进行编队控制。
本发明一方面提供实现编队飞行的方法,包括:
启动队形变换任务,获取第一标定点在地图中的第一位置信息、第二标定点在地图中的第二位置信息;所述第一标定点、第二标定点分别属于第一队形、第二队形中的点;
根据所述第一位置信息、第二位置信息规划由第一队形变换到第二队形的飞行路径;
分别向编队集群中各个飞行器发送对应的飞行路径信息,使得编队集群中各个飞行器按照对应的飞行路径信息飞行以进行队形变换。
本发明另一方面提供一种实现编队飞行的装置,包括:
位置识别模块,用于在启动队形变换任务之后,获取第一标定点在地图中的第一位置信息、第二标定点在地图中的第二位置信息;所述第一标定点、第二标定点分别属于第一队形、第二队形中的点;
路径规划模块,用于根据所述第一位置信息、第二位置信息规划由第一队形变换到第二队形的飞行路径;
路径信息发送模块,用于分别向编队集群中各个飞行器发送对应的飞行路径信息,使得编队集群中各个飞行器按照对应的飞行路径信息飞行以进行队形变换。
本发明还提供一种实现编队飞行的系统,包括组成编队集群的飞行器、控制飞行器的控制终端,所述飞行器与所述控制终端通信连接;
所述控制终端中预设有显示模块和应用软件,所述应用软件能够建立编队飞行任务,所述显示模块能够显示该编队飞行任务信息;其中,所述应用软件包括位置识别模块、路径规划模块以及路径信息发送模块;
所述位置识别模块用于启动队形变换任务,获取第一标定点在地图中的第一位置信息、第二标定点在地图中的第二位置信息;所述第一标定点、第二标定点分别属于第一队形、第二队形中的点;所述路径规划模块用于根据所述第一位置信息、第二位置信息规划由第一队形变换到第二队形的飞行路径;所述路径信息发送模块用于分别向编队集群中各个飞行器发送对应的飞行路径信息;
所述飞行器用于接收所述飞行路径信息,并按照对应的飞行路径信息飞行以进行队形变换。
上述技术方案,通过在启动队形变换任务之后,获取第一标定点在地图中的第一位置信息、第二标定点在地图中的第二位置信息;所述第一标定点、第二标定点分别属于第一队形、第二队形中的点;根据所述第一位置信息、第二位置信息规划由第一队形变换到第二队形的飞行路径;分别向编队集群中各个飞行器发送对应的飞行路径信息,从而使得编队集群中各个飞行器按照对应的飞行路径信息飞行以进行队形变换。由于采用分别与各个飞行器独立通信的方式,充分发挥了各个飞行路的自主性,还为控制编队任务提供了方便。
附图说明
图1为实现本发明实施例的编队飞行的方法的系统环境示意图;
图2为一实施例的实现编队飞行的方法的示意性流程图;
图3为另一实施例的实现编队飞行的方法的示意性流程图;
图4为一实施例的实现编队飞行的装置的示意性结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
图1为实现本发明实施例的编队飞行的方法的系统环境示意图。如图1所示,包括控制终端10和若干飞行器20;所述控制终端10通过一个中继设备30与若干飞行器20通信。中继设备30、飞行器20中均设置有无线通信模块,控制终端10与飞行器20之间的双向信息流通过中继设备传输,无线通信模块为wifi无线模块或ZigBee无线模块。
所述控制终端10的系统中预设有地面站应用软件。所述控制终端10包括通过系统总线连接的处理器、显示模块、通信接口、电源接口和内存。其中,用户可通过地面站应用软件建立编队飞行任务,实现多个飞行器的编队飞行,所述显示模块能够用于显示该编队飞行任务信息,包括显示飞行器在地图中的位置标记、飞行器的状态信息、编队集群的编队飞行路径等。通信接口用于与中继设备30连接和通信,电源接口用于与外部电源连接,外部电源通过该电源接口向控制终端10供电。所述控制终端10可以是图1中所列举的PC,也可以是其他任何具有上述结构的设备。结合图1所示的环境示意图,以下对实现编队飞行的方法及实现编队飞行的装置的各实施例进行说明。
图2为一实施例的实现编队飞行的方法的示意性流程图;在该实施例中,是以该方法应用于图1中所示的控制终端为例进行说明。
如图2所示,本实施例中的实现编队飞行的方法包括步骤:
S11,启动队形变换任务,获取第一标定点在地图中的第一位置信息、第二标定点在地图中的第二位置信息;所述第一标定点、第二标定点分别属于第一队形、第二队形中的点;
本发明实施例中,控制终端的地面站应用软件需预先加载对应的地图,操作人员基于该地图进行编队任务的设置。例如进行队形设置,可在该地图中选定若干标定点,通过所述若干标定点形成预期的队形(图案);在进行编队任务的设置时,可设置多个任务,每个任务对应一个队形。
地面站应用软件基于各个标定点在所述地图中的位置,可得到各个标定点对应的地理位置信息。对于二维地图,可得到各个标定点对应的经度和纬度信息,对于三维地图,可得到各个标定点对应的经度、纬度和海拔高度信息。
本发明实施例中,第一队形指的是当前队形,第二队形指的是下一目标队形;属于当前队形中的标定点为第一标定点,属于下一目标队形中的标定点为第二标定点。优选的,本发明实施例中,需等到编队集群中全部飞行器均达到当前队形对应的表定点位置之后,才启动队形变换任务,即启动由当前队形变换到下一目标队形的任务。
S12,根据所述第一位置信息、第二位置信息规划由第一队形变换到第二队形的飞行路径;
在确定启动队形变换任务时,可通过获取当前队形中各个标定点在地图中的位置信息(第一位置信息)、下一目标队形中各个标定点在地图中的位置信息(第二位置信息),进行当前队形到下一目标队形的变换路径规划。路径规划方式的包括但不限于距离最小原则、队形变换耗时最短原则或者两者的结合。
S13,分别向编队集群中各个飞行器发送对应的飞行路径信息,使得编队集群中各个飞行器按照对应的飞行路径信息飞行以进行队形变换。
本发明实施例中,通过一个中继设备与参与编队飞行的飞行器进行数据收发,有利于增大通信距离,同时提高数据收发的可靠性。
需要说明的是,本发明实施例中,可预先对编队集群中各个飞行器设置用于标识其身份的ID,通过各个飞行器的ID实现对编队集群中各个飞行器标记,以及实现分别向编队集群中各个飞行器发送对应的飞行路径信息,以准确控制对应飞行器,防止混乱。
作为一优选实施方式,在步骤S11中启动队形变换任务之前,还包括组建编队集群的步骤。具体包括:分别向预先关联的多个飞行器发送连接指令,以请求获取各个飞行器的初始状态信息以及初始位置信息;接收各个飞行器对所述连接指令的响应信息,根据飞行器的初始状态信息判断各个飞行器是否满足编队飞行条件,并根据满足编队飞行条件的飞行器组建编队集群;以及,将所述编队集群中的各个飞行器的初始位置标记显示在地图上。优选的,所述初始状态信息包括剩余电量信息,只有当飞行器的剩余电量大于等于设定阈值时,其才满足编队飞行条件,否则,不满足编队飞行条件,将其排除在编队集群之外,即不参与编队飞行。
优选的,还可根据各个飞行器对所述连接指令的响应情况,在地面站软件的交互界面中对各个飞行器进行标记。例如,对于成功返回对所述连接指令的响应信息的飞行器,将其标记显示为绿色并闪烁提醒,表明该飞行器“活着”,且其“心跳”正常;对于未返回对所述连接指令的响应信息的飞行器,将其标记显示为灰色,表明该飞行器“死了”,且“心跳”停止;对于成功返回对所述连接指令的响应信息、但不满足编队飞行条件的飞行器,将其标记显示为绿色但不闪烁,表明该飞行器“活着”,但“心跳”微弱。通过对各个飞行器进行标记显示,操控人员可直观的了解各飞行器的状态信息。
作为一优选实施方式,在启动队形变换任务之前、组建编队集群之后,还包括控制飞行器解锁以飞行到指定的起始目标位置的步骤。具体包括:获取预设的起始目标位置信息并生成对应的解锁起飞指令;分别向编队集群中各个飞行器发送所述解锁起飞指令,使得各个飞行器按照预设的起飞时间差/起飞高度差先后解锁并飞行到对应的起始目标位置。操控人员可通过地面站软件设置起始目标位置,在进行编队之前,需要对参与编队的各个飞行器进行解锁,控制器飞行到指定的起始目标位置。
优选的,本发明实施例中地面站软件控制各个飞行器按照预设的起飞高度差先后解锁并飞行到对应的起始目标位置。即当前一飞行器起飞到一定高度,如5米,后一飞行器才开始解锁起飞。可以理解的是,飞行器的解锁顺序可参照其编号顺序,由小到大排序。
当最后一飞行器到达指定的起始目标位置时,解锁起飞控制结束,进入编队准备阶段。然后,当第一次启动队形变换任务时,将编队集群中各个飞行器的起始目标位置作为当前队形,根据本实施例上述步骤S11-S13所述,控制各个飞行器由其起始位置变换到预设的第一个队形(即下一目标队形)。
作为另一优选实施方式,在步骤S13中分别向编队集群中各个飞行器发送对应的飞行路径信息之后,还可按照第一时间周期接收编队集群中各个飞行器的当前位置信息,并根据各个飞行器的当前位置动态更新其在地图上的标记显示位置,以便于操作人员实时掌握飞行器的飞行动态。此外,还根据各个飞行器的当前位置信息,检测飞行器两两之间的距离是否小于等于设定阈值(即飞行器飞行的安全距离);若是,对对应的两飞行器的飞行路径进行优化,并向对应的两飞行器分别发送优化后的飞行路径信息。以此可有效防止在队形变换的过程中,两飞行器距离较近导致飞行事故。
作为另一优选实施方式,当需要结束编队飞行任务时,可分别向编队集群中各个飞行器发送返航指令,使得各个飞行器在收到返航指令之后先返回到初始起飞点上空再降落。例如:所述初始起飞点可为是所述起始目标位置。
上述技术方案,地面站软件通过中继设备分别与各个飞行器通信的方式,充分发挥了各个飞行路的自主性,有利于提高编队的威胁回避能力,此外还为控制编队任务提供了方便。
图3为另一实施例的实现编队飞行的方法的示意性流程图;在该实施例中,是以应用于图1所示的控制终端和飞行器的交互为例进行说明。
如图3所示,本实施例中的实现编队飞行的方法包括步骤:
S201,所述控制终端分别向关联的多个飞行器发送连接指令;
S301,所述飞行器接收所述连接指令,返回包含初始状态信息以及初始位置信的响应信息;
S202,所述控制终端根据飞行器的响应信息组件编队集群;
S203,所述控制终端向编队集群中各个飞行器发送解锁起飞指令;
具体包括获取预设的起始目标位置信息并生成对应的解锁起飞指令;分别向编队集群中各个飞行器发送所述解锁起飞指令。
S302,集群中各个飞行器接收所述解锁起飞指令,达到预设的起始目标高度后悬停。
本发明实施例中,各个飞行器按照预设的起飞时间差/起飞高度差先后解锁并飞行到对应的起始目标位置。
S204,检测所有飞行器是否均已到达对应的起始目标位置,若是,解锁起飞结束,启动第一个队形变换任务,进入步骤S205;否则,继续等待直到当最后一飞行器到达对应的起始目标位置。
S205,获取第一标定点在地图中的第一位置信息、第二标定点在地图中的第二位置信息;所述第一标定点、第二标定点分别属于当前队形、下一目标队形中的点;根据所述第一位置信息、第二位置信息规划由当前队形变换到下一目标队形的飞行路径;
S206,分别向编队集群中各个飞行器发送对应的飞行路径信息;
S303,集群中各个飞行器接收对应的飞行路径信息,按照所述飞行路径信息进行飞行;到达下一目标队形中对应的标定点时悬停。
S304,按照设定的第一时间周期向所述控制终端发送飞行器的当前位置信息,按照设定的第二时间周期向所述控制终端发送飞行器的当前状态信息;
S207,根据飞行器的当前位置信息进行预设的壁障逻辑;
本发明实施例中,即检测飞行器两两之间的距离是否小于等于设定阈值;若是,执行步骤S208,否则,执行步骤S209;
优选的,步骤S207中还可根据各个飞行器的当前位置动态更新其在地图上的标记显示位置。
S208,对对应的两飞行器的飞行路径进行优化,并向对应的两飞行器分别发送优化后的飞行路径信息,以使得飞行器按照优化后的飞行路径信息进行飞行。
S209,分别检测编队集群中各个飞行器是否到达下一目标队形中对应的第二标定点,若是,控制对应飞行器悬停;以及判断编队集群中全部飞行器是否均到达下一目标队形中对应的第二标定点;若是,更新当前队形和下一目标队形,启动新的队形变换任务。
可以理解的是,本实施例中步骤S207、S209的执行不限于上述顺序,两部分还可并行执行。
本发明实施例中,启动新的队形变换任务之后,执行新的队形变换过程参照上述队形变换过程,图中省略对该部分的示意。
优选的,在每一次队形变换过程中,若判断出编队集群中全部飞行器均到达对应的第二标定点的步骤之后。还可启动预设的定时器,当所述定时器的设定时间到时,启动下一个队形变换任务。即实现在设定时间内让编队集群中全部飞行器保持队形不变,提高编队展示效果。
作为另一优选实施方式,在每一次队形变换过程中,在判断出编队集群中全部飞行器均到达对应的第二标定点的步骤之后,还可分别向编队集群中各个飞行器发送亮灯指令,所述各个飞行器在收到亮灯指令后,控制飞行器上装配的指示灯亮/闪烁,以进一步提高编队展示效果。
作为另一优选实施方式,在每一次队形变换的过程中,还需根据各个飞行器的当前状态信息识别飞行器是否进入返航状态;若确定出编队集群中某飞行器进入返航状态,将该飞行器从编队集群中删除,以在后续的队形变换的过程中,无需再判断对应的飞行器是否到达对应的位置。
最后,在完成全部编队任务时/或者操控人员需要结束编队飞行时,分别向编队集群中各个飞行器发送返航指令;对应的,各个飞行器接收所述返航指令,先返回到初始起飞点上空再降落。
需要说明的是,对于前述的各方法实施例,为了简便描述,将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本发明并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本发明,某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。
基于与上述实施例中的实现编队飞行的方法相同的思想,本发明还提供实现编队飞行的装置,该装置可用于执行上述实现编队飞行的方法。为了便于说明,实现编队飞行的装置实施例的结构示意图中,仅仅示出了与本发明实施例相关的部分,本领域技术人员可以理解,图示结构并不构成对装置的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。
图4为本发明一实施例的实现编队飞行的装置的示意性结构图;如图4所示,本实施例的实现编队飞行的装置包括:位置识别模块410、路径规划模块420、路径信息发送模块430,各模块详述如下:
上述位置识别模块410,用于在启动队形变换任务时,获取第一标定点在地图中的第一位置信息、第二标定点在地图中的第二位置信息;所述第一标定点、第二标定点分别属于第一队形、第二队形中的点;
路径规划模块420,用于根据所述第一位置信息、第二位置信息规划由第一队形变换到第二队形的飞行路径;
路径发信息送模块430,用于分别向编队集群中各个飞行器发送对应的飞行路径信息,使得编队集群中各个飞行器按照对应的飞行路径信息飞行以进行队形变换。
作为一优选实施方式,所述的实现编队飞行的装置还包括:解锁控制模块440,用于获取预设的起始目标位置信息并生成对应的解锁起飞指令;还用于分别向编队集群中各个飞行器发送所述解锁起飞指令,使得各个飞行器按照预设的起飞时间差/起飞高度差先后解锁并飞行到对应的起始目标位置。
作为一优选实施方式,所述的实现编队飞行的装置还包括:集群构建模块450,用于分别向关联的多个飞行器发送连接指令,以请求获取各个飞行器的初始状态信息以及初始位置信息;还用于接收各个飞行器对所述连接指令的响应信息;根据飞行器的初始状态信息判断各个飞行器是否满足编队飞行条件,并根据满足编队飞行条件的飞行器组建编队集群。对应的,所述位置识别模块410,还用于将所述编队集群中的各个飞行器的初始位置标记显示在地图上。
作为一优选实施方式,所述位置识别模块410,还用于按照设定的第一时间周期接收编队集群中各个飞行器的当前位置信息;并根据各个飞行器的当前位置动态更新其在地图上的标记显示位置。
作为一优选实施方式,所述的实现编队飞行的装置还包括:路径优化模块460,用于根据接收到的编队集群中各个飞行器的当前位置信息,检测飞行器两两之间的距离是否小于等于设定阈值;若是,对对应的两飞行器的飞行路径进行优化;对应的,所述路径信息发送模块430,还用于向对应的两飞行器分别发送优化后的飞行路径信息。
作为一优选实施方式,所述的实现编队飞行的装置还包括:任务启动模块470,用于根据接收到的编队集群中各个飞行器的当前位置信息,分别检测各个飞行器是否到达对应的第二标定点,若是,控制对应飞行器悬停;以及用于判断编队集群中全部飞行器是否均到达对应的第二标定点;若是,启动新的队形变换任务。
进一步的,所述任务启动模块470中包括定时单元,所述定时单元用于在判断出编队集群中全部飞行器均到达对应的第二标定点之后,启动预设的定时器,当所述定时器的设定时间到时,启动新的队形变换任务。
进一步的,所述任务启动模块470中包括亮灯控制单元,所述亮灯控制单元,用于在判断出编队集群中全部飞行器均到达对应的第二标定点之后,分别向编队集群中各个飞行器发送亮灯指令,使得所述各个飞行器在接收到所述亮灯指令之后控制其搭载指示灯亮/闪烁。
作为一优选实施方式,所述的实现编队飞行的装置还包括:集群更新模块(图中未示出),用于按照第二时间周期接收编队集群中各个飞行器的当前状态信息,根据当前状态信息识别飞行器是否进入返航状态;若确定出编队集群中某飞行器进入返航状态,将该飞行器从编队集群中剔除,使该飞行器不参与之后的队形变换任务。
作为一优选实施方式,所述的实现编队飞行的装置还包括:返航控制模块480,用于分别向编队集群中各个飞行器发送返航指令,使得各个飞行器在收到返航指令之后飞回起飞点上空然后降落。
需要说明的是,上述示例的实现编队飞行的装置的实施方式中,各模块/单元之间的信息交互、执行过程等内容,由于与本发明前述方法实施例基于同一构思,其带来的技术效果与本发明前述方法实施例相同,具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述,此处不再赘述。
此外,上述示例的实现编队飞行的装置的实施方式中,各功能模块的逻辑划分仅是举例说明,实际应用中可以根据需要,例如出于相应硬件的配置要求或者软件的实现的便利考虑,将上述功能分配由不同的功能模块完成,即将所述实现编队飞行的装置的内部结构划分成不同的功能模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。其中各功能模既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。
本领域普通技术人员可以理解,实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序形成一个独立的软件模块,作为独立的产品销售或使用。所述程序在执行时,可执行如上述各方法的实施例的全部或部分步骤。其中,所述的软件模块为应用软件(Application,APP)。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其它实施例的相关描述。可以理解,其中所使用的术语“第一”、“第二”等在本文中用于区分对象,但这些对象不受这些术语限制。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,不能理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (22)
1.一种实现编队飞行的方法,其特征在于,包括:
启动队形变换任务,获取第一标定点在地图中的第一位置信息、第二标定点在地图中的第二位置信息;所述第一标定点、第二标定点分别属于第一队形、第二队形中的点;
根据所述第一位置信息、第二位置信息规划由第一队形变换到第二队形的飞行路径;
分别向编队集群中各个飞行器发送对应的飞行路径信息,使得编队集群中各个飞行器按照对应的飞行路径信息飞行以进行队形变换。
2.根据权利要求1所述的实现编队飞行的方法,其特征在于,还包括:
获取预设的起始目标位置信息并生成对应的解锁起飞指令;
分别向编队集群中各个飞行器发送所述解锁起飞指令,使得各个飞行器按照预设的起飞时间差/起飞高度差先后解锁并飞行到对应的起始目标位置。
3.根据权利要求1所述的实现编队飞行的方法,其特征在于,还包括:
分别向关联的多个飞行器发送连接指令,请求获取各个飞行器的初始状态信息以及初始位置信息;
接收各个飞行器对所述连接指令的响应信息,根据飞行器的初始状态信息判断各个飞行器是否满足预设的编队飞行条件;并根据满足编队飞行条件的飞行器组建编队集群;
将所述编队集群中的各个飞行器的初始位置标记显示在地图上。
4.根据权利要求1所述的实现编队飞行的方法,其特征在于,分别向编队集群中各个飞行器发送对应的飞行路径信息的步骤之后还包括:
按照设定的第一时间周期接收编队集群中各个飞行器的当前位置信息,并根据各个飞行器的当前位置动态更新其在地图上的标记显示位置。
5.根据权利要求4所述的实现编队飞行的方法,其特征在于,按照设定的第一时间周期接收编队集群中各个飞行器的当前位置信息的步骤之后还包括:
检测编队集群中飞行器两两之间的距离是否小于等于设定阈值;若是,对对应的两飞行器的飞行路径进行优化,并向对应的两飞行器分别发送优化后的飞行路径信息。
6.根据权利要求4所述的实现编队飞行的方法,其特征在于,按照设定的第一时间周期接收编队集群中各个飞行器的当前位置信息的步骤之后还包括:
分别检测编队集群中各个飞行器是否到达对应的第二标定点,若是,控制对应飞行器悬停;
判断编队集群中全部飞行器是否均到达对应的第二标定点;若是,启动新的队形变换任务。
7.根据权利要求6所述的实现编队飞行的方法,其特征在于,若判断出编队集群中全部飞行器均到达对应的第二标定点的步骤之后、启动新的队形变换任务之前还包括:
启动预设的定时器,判断所述定时器的设定时间是否到来,若是,启动新的队形变换任务。
8.根据权利要求6所述的实现编队飞行的方法,其特征在于,若判断出编队集群中全部飞行器均到达对应的第二标定点的步骤之后还包括:
分别向编队集群中各个飞行器发送亮灯指令,使得所述各个飞行器在接收到所述亮灯指令之后控制其搭载的指示灯亮/闪烁。
9.根据权利要求1所述的实现编队飞行的方法,其特征在于,分别向编队集群中各个飞行器发送对应的飞行路径信息的步骤之后还包括:
按照设定的第二时间周期接收编队集群中各个飞行器的当前状态信息,根据当前状态信息判断飞行器是否进入返航状态;
若确定出某飞行器进入返航状态,将该飞行器从编队集群中剔除,使该飞行器不参与之后的队形变换任务。
10.根据权利要求1所述的实现编队飞行的方法,其特征在于,还包括:
分别向编队集群中各个飞行器发送返航指令,使得各个飞行器在收到所述返航指令之后先返回到初始起飞点上空再降落。
11.一种实现编队飞行的装置,其特征在于,包括:
位置识别模块,用于在启动队形变换任务时,获取第一标定点在地图中的第一位置信息、第二标定点在地图中的第二位置信息;所述第一标定点、第二标定点分别属于第一队形、第二队形中的点;
路径规划模块,用于根据所述第一位置信息、第二位置信息规划由第一队形变换到第二队形的飞行路径;
路径信息发送模块,用于分别向编队集群中各个飞行器发送对应的飞行路径信息,使得编队集群中各个飞行器按照对应的飞行路径信息飞行以进行队形变换。
12.根据权利要求11所述的实现编队飞行的装置,其特征在于,还包括:
解锁控制模块,用于获取预设的起始目标位置信息,生成对应的解锁起飞指令;还用于分别向编队集群中各个飞行器发送所述解锁起飞指令,使得各个飞行器按照预设的起飞时间差/起飞高度差先后解锁并飞行到对应的起始目标位置。
13.根据权利要求11所述的实现编队飞行的装置,其特征在于,还包括:
集群构建模块,用于分别向关联的多个飞行器发送连接指令,请求获取各个飞行器的初始状态信息以及初始位置信息;
所述集群构建模块,还用于接收各个飞行器对所述连接指令的响应信息;根据飞行器的初始状态信息判断各个飞行器是否满足预设的编队飞行条件,并根据满足编队飞行条件的飞行器组建编队集群;
所述位置识别模块,还用于将所述编队集群中的各个飞行器的初始位置标记显示在地图上。
14.根据权利要求11所述的实现编队飞行的装置,其特征在于,还包括:
所述位置识别模块,还用于按照设定的第一时间周期接收编队集群中各个飞行器的当前位置信息;并根据各个飞行器的当前位置动态更新其在地图上的标记显示位置。
15.根据权利要求14所述的实现编队飞行的装置,其特征在于,还包括:
路径优化模块,用于根据接收到的编队集群中各个飞行器的当前位置信息,检测飞行器两两之间的距离是否小于等于设定阈值;若是,对对应的两飞行器的飞行路径进行优化;
所述路径信息发送模块,还用于向对应的两飞行器分别发送优化后的飞行路径信息。
16.根据权利要求14所述的实现编队飞行的装置,其特征在于,还包括:
任务启动模块,用于根据接收到的编队集群中各个飞行器的当前位置信息,分别检测各个飞行器是否到达对应的第二标定点,若是,控制对应飞行器悬停;
所述任务启动模块,还用于判断编队集群中全部飞行器是否均到达对应的第二标定点;若是,启动新的队形变换任务。
17.根据权利要求16所述的实现编队飞行的装置,其特征在于,所述任务启动模块中包括定时单元,
所述定时单元用于在判断出编队集群中全部飞行器均到达对应的第二标定点之后,启动预设的定时器,启动预设的定时器,判断所述定时器的设定时间是否到来,若是,启动新的队形变换任务。
18.根据权利要求16所述的实现编队飞行的装置,其特征在于,所述任务启动模块中包括亮灯控制单元,
所述亮灯控制单元,用于在判断出编队集群中全部飞行器均到达对应的第二标定点之后,分别向编队集群中各个飞行器发送亮灯指令,使得所述各个飞行器在接收到所述亮灯指令之后控制其搭载的指示灯亮/闪烁。
19.根据权利要求11所述的实现编队飞行的装置,其特征在于,还包括:
集群更新模块,用于按照设定的第二时间周期接收编队集群中各个飞行器的当前状态信息,根据当前状态信息识别飞行器是否进入返航状态;若确定出编队集群中某飞行器进入返航状态,将该飞行器从编队集群中剔除,使该飞行器不参与之后的队形变换任务。
20.根据权利要求11所述的实现编队飞行的装置,其特征在于,还包括:
返航控制模块,用于分别向编队集群中各个飞行器发送返航指令,使得各个飞行器在收到所述返航指令之后先返回到初始起飞点上空再降落。
21.一种实现编队飞行的系统,其特征在于,包括组成编队集群的飞行器、控制飞行器的控制终端,所述飞行器与所述控制终端通信连接;
所述控制终端中预设有显示模块和应用软件,所述应用软件能够建立编队飞行任务,所述显示模块能够显示该编队飞行任务信息;其中,所述应用软件包括位置识别模块、路径规划模块以及路径信息发送模块;
所述位置识别模块用于启动队形变换任务,获取第一标定点在地图中的第一位置信息、第二标定点在地图中的第二位置信息;所述第一标定点、第二标定点分别属于第一队形、第二队形中的点;所述路径规划模块用于根据所述第一位置信息、第二位置信息规划由第一队形变换到第二队形的飞行路径;所述路径信息发送模块用于分别向编队集群中各个飞行器发送对应的飞行路径信息;
所述飞行器用于接收所述飞行路径信息,并按照对应的飞行路径信息飞行以进行队形变换。
22.根据权利要求21所述的实现编队飞行的系统,其特征在于,还包括用于建立所述飞行器与所述控制终端的通信连接的中继设备。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610641396.7A CN107092270A (zh) | 2016-08-06 | 2016-08-06 | 实现编队飞行的方法、装置及系统 |
PCT/CN2017/091898 WO2018028358A1 (zh) | 2016-08-06 | 2017-07-05 | 实现编队飞行的方法、装置及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610641396.7A CN107092270A (zh) | 2016-08-06 | 2016-08-06 | 实现编队飞行的方法、装置及系统 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107092270A true CN107092270A (zh) | 2017-08-25 |
Family
ID=59645991
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610641396.7A Pending CN107092270A (zh) | 2016-08-06 | 2016-08-06 | 实现编队飞行的方法、装置及系统 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107092270A (zh) |
WO (1) | WO2018028358A1 (zh) |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108181927A (zh) * | 2018-03-14 | 2018-06-19 | 广州亿航智能技术有限公司 | 无人机编队表演控制的方法、装置及存储介质 |
CN108508911A (zh) * | 2018-03-14 | 2018-09-07 | 广州亿航智能技术有限公司 | 无人机编队飞行控制方法及无人机 |
CN108563240A (zh) * | 2018-07-26 | 2018-09-21 | 电子科技大学 | 一种大规模微型无人机的编队及控制方法 |
CN108733074A (zh) * | 2018-05-23 | 2018-11-02 | 南京航空航天大学 | 一种基于匈牙利算法的多无人机编队航迹规划方法 |
CN108983818A (zh) * | 2018-08-10 | 2018-12-11 | 电子科技大学 | 基于虚拟结构的无人机队形变换方法 |
CN109960270A (zh) * | 2017-12-14 | 2019-07-02 | 辽宁壮龙无人机科技有限公司 | 一种确定无人机飞行路径的方法及装置 |
CN110377057A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-10-25 | 诸葛嘉 | 一种无人机的编队飞行组织方法及控制终端 |
CN110687917A (zh) * | 2019-09-06 | 2020-01-14 | 哈尔滨工程大学 | 多无人艇分布式队形重构编队控制方法 |
CN111884817A (zh) * | 2020-08-18 | 2020-11-03 | 重庆交通大学 | 一种分布式无人机集群网络安全通信的实现方法 |
CN112099531A (zh) * | 2020-10-19 | 2020-12-18 | 中国空气动力研究与发展中心 | 一种分布式无人机编队队形变换方法 |
CN112362061A (zh) * | 2020-10-21 | 2021-02-12 | 一飞(海南)科技有限公司 | 集群无人机路径指派方法、控制系统、存储介质及无人机 |
CN112584349A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-03-30 | 一飞(海南)科技有限公司 | 一种编队多套舞步飞行切换方法、系统、存储介质及终端 |
CN112631323A (zh) * | 2020-11-19 | 2021-04-09 | 一飞(海南)科技有限公司 | 集群无人机分组指派方法、系统、控制器、介质及终端 |
CN112666968A (zh) * | 2020-11-19 | 2021-04-16 | 一飞(海南)科技有限公司 | 集群表演动态舞步切换方法、飞行器、控制终端及存储介质 |
CN112742028A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-05-04 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种对抗博弈的编队决策方法、系统、介质及设备 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11809176B2 (en) | 2020-12-16 | 2023-11-07 | Rockwell Collins, Inc. | Formation management and guidance system and method for automated formation flight |
CN114237298B (zh) * | 2021-12-21 | 2024-04-05 | 中国人民解放军海军航空大学 | 一种无人机编队飞行中僚机跟随长机的控制方法及系统 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080243372A1 (en) * | 2005-01-24 | 2008-10-02 | William Kress Bodin | Navigating uavs in formation |
CN103246204A (zh) * | 2013-05-02 | 2013-08-14 | 天津大学 | 多无人机系统仿真与验证方法与装置 |
US20140249693A1 (en) * | 2013-02-15 | 2014-09-04 | Disney Enterprises, Inc. | Controlling unmanned aerial vehicles as a flock to synchronize flight in aerial displays |
CN104166874A (zh) * | 2013-05-06 | 2014-11-26 | 北京理工大学 | 一种基于遗传算法的目标选择规划方法 |
CN104820431A (zh) * | 2015-05-08 | 2015-08-05 | 西北工业大学 | 多无人机集群对地观测系统及其编队控制方法 |
US9104201B1 (en) * | 2012-02-13 | 2015-08-11 | C&P Technologies, Inc. | Method and apparatus for dynamic swarming of airborne drones for a reconfigurable array |
CN104914875A (zh) * | 2015-05-07 | 2015-09-16 | 余江 | 一种多飞行设备协同飞行的控制方法及控制装置 |
CN105223964A (zh) * | 2015-09-28 | 2016-01-06 | 沈阳航空航天大学 | 一种用于无人机编队飞行的控制系统 |
-
2016
- 2016-08-06 CN CN201610641396.7A patent/CN107092270A/zh active Pending
-
2017
- 2017-07-05 WO PCT/CN2017/091898 patent/WO2018028358A1/zh active Application Filing
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080243372A1 (en) * | 2005-01-24 | 2008-10-02 | William Kress Bodin | Navigating uavs in formation |
US9104201B1 (en) * | 2012-02-13 | 2015-08-11 | C&P Technologies, Inc. | Method and apparatus for dynamic swarming of airborne drones for a reconfigurable array |
US20140249693A1 (en) * | 2013-02-15 | 2014-09-04 | Disney Enterprises, Inc. | Controlling unmanned aerial vehicles as a flock to synchronize flight in aerial displays |
CN103246204A (zh) * | 2013-05-02 | 2013-08-14 | 天津大学 | 多无人机系统仿真与验证方法与装置 |
CN104166874A (zh) * | 2013-05-06 | 2014-11-26 | 北京理工大学 | 一种基于遗传算法的目标选择规划方法 |
CN104914875A (zh) * | 2015-05-07 | 2015-09-16 | 余江 | 一种多飞行设备协同飞行的控制方法及控制装置 |
CN104820431A (zh) * | 2015-05-08 | 2015-08-05 | 西北工业大学 | 多无人机集群对地观测系统及其编队控制方法 |
CN105223964A (zh) * | 2015-09-28 | 2016-01-06 | 沈阳航空航天大学 | 一种用于无人机编队飞行的控制系统 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ZELINSKI, SHANNON 等: "Optimization-based Formation Reconfiguration Planning For Autonomous Vehicles", 《PROCEEDINGS OF THE 2003 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON ROBOTICS & AUTOMATION》 * |
Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109960270A (zh) * | 2017-12-14 | 2019-07-02 | 辽宁壮龙无人机科技有限公司 | 一种确定无人机飞行路径的方法及装置 |
CN108508911A (zh) * | 2018-03-14 | 2018-09-07 | 广州亿航智能技术有限公司 | 无人机编队飞行控制方法及无人机 |
CN108181927A (zh) * | 2018-03-14 | 2018-06-19 | 广州亿航智能技术有限公司 | 无人机编队表演控制的方法、装置及存储介质 |
CN108733074A (zh) * | 2018-05-23 | 2018-11-02 | 南京航空航天大学 | 一种基于匈牙利算法的多无人机编队航迹规划方法 |
CN108563240A (zh) * | 2018-07-26 | 2018-09-21 | 电子科技大学 | 一种大规模微型无人机的编队及控制方法 |
CN108563240B (zh) * | 2018-07-26 | 2020-09-29 | 电子科技大学 | 一种大规模微型无人机的编队及控制方法 |
CN108983818B (zh) * | 2018-08-10 | 2021-05-11 | 电子科技大学 | 基于虚拟结构的无人机队形变换方法 |
CN108983818A (zh) * | 2018-08-10 | 2018-12-11 | 电子科技大学 | 基于虚拟结构的无人机队形变换方法 |
CN110377057A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-10-25 | 诸葛嘉 | 一种无人机的编队飞行组织方法及控制终端 |
CN110687917A (zh) * | 2019-09-06 | 2020-01-14 | 哈尔滨工程大学 | 多无人艇分布式队形重构编队控制方法 |
CN111884817A (zh) * | 2020-08-18 | 2020-11-03 | 重庆交通大学 | 一种分布式无人机集群网络安全通信的实现方法 |
CN111884817B (zh) * | 2020-08-18 | 2022-08-09 | 重庆交通大学 | 一种分布式无人机集群网络安全通信的实现方法 |
CN112099531A (zh) * | 2020-10-19 | 2020-12-18 | 中国空气动力研究与发展中心 | 一种分布式无人机编队队形变换方法 |
CN112099531B (zh) * | 2020-10-19 | 2023-04-07 | 中国空气动力研究与发展中心 | 一种分布式无人机编队队形变换方法 |
CN112362061A (zh) * | 2020-10-21 | 2021-02-12 | 一飞(海南)科技有限公司 | 集群无人机路径指派方法、控制系统、存储介质及无人机 |
CN112631323A (zh) * | 2020-11-19 | 2021-04-09 | 一飞(海南)科技有限公司 | 集群无人机分组指派方法、系统、控制器、介质及终端 |
CN112666968A (zh) * | 2020-11-19 | 2021-04-16 | 一飞(海南)科技有限公司 | 集群表演动态舞步切换方法、飞行器、控制终端及存储介质 |
CN112631323B (zh) * | 2020-11-19 | 2023-10-31 | 一飞(海南)科技有限公司 | 集群无人机分组指派方法、系统、控制器、介质及终端 |
CN112584349A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-03-30 | 一飞(海南)科技有限公司 | 一种编队多套舞步飞行切换方法、系统、存储介质及终端 |
CN112742028A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-05-04 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种对抗博弈的编队决策方法、系统、介质及设备 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2018028358A1 (zh) | 2018-02-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107092270A (zh) | 实现编队飞行的方法、装置及系统 | |
US11645920B2 (en) | Secure unmanned aerial vehicle flight planning | |
US20230177968A1 (en) | Systems and methods for configuring a swarm of drones | |
Bupe et al. | Relief and emergency communication network based on an autonomous decentralized UAV clustering network | |
CN108445902B (zh) | 无人机编队控制方法、装置和系统 | |
CN108227746A (zh) | 一种无人机集群控制系统及方法 | |
Marconato et al. | Avens-a novel flying ad hoc network simulator with automatic code generation for unmanned aircraft system | |
CN206057576U (zh) | 基于北斗卫星遥控和无人机遥感的农作物管理系统 | |
Lu et al. | Toward uav-based airborne computing | |
CN110471443B (zh) | 航线信息的传输方法、装置和系统、无人机、地面站和计算机可读存储介质 | |
CN114063474A (zh) | 一种无人机集群的半物理仿真系统 | |
CN107247460A (zh) | 一种机器蜜蜂的集群控制方法与系统 | |
CN110209198A (zh) | 一种无人机集群编队飞行地面实时控制方法及控制装置 | |
Doering et al. | Design and optimization of a heterogeneous platform for multiple uav use in precision agriculture applications | |
CN112115589B (zh) | 基于VR-Force和OPNET的联合仿真系统及方法 | |
WO2019104554A1 (zh) | 无人机的控制方法及控制终端 | |
Potter et al. | Environmental monitoring using a drone-enabled wireless sensor network | |
CN104133485A (zh) | 基于无人机的电子地图细节完善控制系统 | |
CN109496303A (zh) | 监听数据的展示方法及装置及无人机监听系统 | |
CN113406968A (zh) | 基于数字孪生的无人机自主起降巡航方法 | |
Singh et al. | Application of UAV swarm semi-autonomous system for the linear photogrammetric survey | |
Rohde et al. | Avigle: A system of systems concept for an avionic digital service platform based on micro unmanned aerial vehicles | |
CN115877865A (zh) | 一种无人机巡检方法、装置及无人机巡检系统 | |
Rajakaruna et al. | Enabling end-to-end secure connectivity for low-power IoT devices with UAVs | |
Modares et al. | Simulating Unmanned Aerial Vehicle swarms with the UB-ANC emulator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170825 |