CN108445911A - 一种可拼接无人机群控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可拼接式无人机群控制方法，包括分解飞行任务单元、建模飞行任务单元、规划飞行路径单元、优化飞行路径单元、执行飞行路径单元和确定无人机群初始化参数，本发明在地面站进行运算、调度，通过外部传输介质将指令同时送达无人机群每个个体，即每个个体之间是通过指令的软连接形成拼接成一个整体，保证无人机群能够协调统一地完成特定任务，同时能够增加起重量，在农田植保等需要大载量的应用中，具有优势。同时相比较单架无人机，无人机群可以完成更复杂的任务。
Description
技术领域
本发明涉及一种方法，具体为一种可拼接无人机群控制方法，属于无人机控制方法应用技术领域。
背景技术
随着无人机技术如飞行控制、姿态解算等的逐渐成熟，其在各领域的应用也在逐渐拓宽。如在农田植保领域，相比较传统方式，无人机具有快速、高效且作业准确等优点，能够有效地避免如在喷洒农药时人工的暴露等问题。但是单架无人机个体在完成复杂任务时，需要无人机飞手或地面站进行复杂的操作，不仅效率低，而且对操作要求高。无人机群体可以有效地弥补单架无人机完成复杂任务时的缺点。
但是单架无人机个体在完成复杂任务时，需要无人机飞手或地面站进行复杂的操作，不仅效率低，而且对操作要求高。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种可拼接无人机群控制方法，工作效率高，系统设备比较完善。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种可拼接无人机群控制方法，包括分解飞行任务单元、建模飞行任务单元、规划飞行路径单元、优化飞行路径单元、执行飞行路径单元和确定无人机群初始化参数，其控制方法具体包括以下步骤：步骤A、分解飞行任务单元、建模飞行任务单元、规划飞行路径单元、优化飞行路径单元、执行飞行路径单元顺序连接，形成了可拼接式无人机群控制系统的整体结构，将整体任务输入分解飞行任务单元，输出的任务分解进入建模飞行任务单元，建模飞行任务单元将每个任务碎片进行建模，输出每个任务碎片建模数据给规划飞行路径单元，规划飞行路径单元将建模数据转化为具体的无人机群每个个体的航线指令，优化飞行路径单元将规划飞行路径单元输出的无人机群每个个体的航线指令进行避障、最小时间优化，输出无人机群每个个体的优化航线指令；
步骤B、当任务开始执行时，需要实时同步的将无人机群每个个体优化后航线指令通过外部传输介质输出至执行飞行任务单元；
步骤C、将无人机群执行的任务通过建模、规划路径、优化路径分解成无人机群每个个体的指令，每个个体通过指令软连接成一个可拼接的整体。
优选的，所述的无人机群初始化参数包括无人机群个体数、任务执行空间范围基本参数。
优选的，建模飞行任务单元输出的任务分解碎片用阶段至n表示，n的大小取值根据无人机群个体数、任务复杂程度决定；规划飞行路径单元输出的航线指令用路径至n表示。
优选的，建模飞行任务单元将各子任务建模成各个阶段数据。
本发明的有益效果是：本发明的可以实现实时拍摄的功能该方法需要在地面站中进行运算、调度，然后通过外部传输介质将控制指令同时送达无人机群每个个体，即每个个体之间是通过指令的软连接拼接成一个整体，保证无人机群能够协调统一地完成特定任务，同时能够增加起重量，在农田植保等需要大载量的应用中，具有优势。同时相比较单架无人机，无人机群可以完成更复杂的任务。
附图说明
图1为本发明可拼接式无人机群控制系统结构图。
图中：1001、分解飞行任务单元，1002、建模飞行任务单元,1003、规划飞行路径单元,1004、优化飞行路径单元,1005、执行飞行路径单元,1006、确定无人机群初始化参数。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，一种可拼接无人机群控制方法，包括分解飞行任务单元1001、建模飞行任务单元1002、规划飞行路径单元1003、优化飞行路径单元1004、执行飞行路径单元1005和确定无人机群初始化参数1006，其控制方法具体包括以下步骤：
步骤A、分解飞行任务单元1001、建模飞行任务单元1002、规划飞行路径单元1003、优化飞行路径单元1004、执行飞行路径单元1005顺序连接，形成了可拼接式无人机群控制系统的整体结构，将整体任务输入分解飞行任务单元1001，输出的任务分解进入建模飞行任务单元1002，建模飞行任务单元1002将每个任务碎片进行建模，输出每个任务碎片建模数据给规划飞行路径单元1003，规划飞行路径单元1003将建模数据转化为具体的无人机群每个个体的航线指令，优化飞行路径单元1004将规划飞行路径单元1003输出的无人机群每个个体的航线指令进行避障、最小时间优化，输出无人机群每个个体的优化航线指令；
步骤B、当任务开始执行时，需要实时同步的将无人机群每个个体优化后航线指令通过外部传输介质输出至执行飞行任务单元1005；
步骤C、将无人机群执行的任务通过建模、规划路径、优化路径分解成无人机群每个个体的指令，每个个体通过指令软连接成一个可拼接的整体。
所述的无人机群初始化参数1006包括无人机群个体数、任务执行空间范围基本参数。
建模飞行任务单元1002输出的任务分解碎片用阶段1至n表示，n的大小取值根据无人机群个体数、任务复杂程度决定；规划飞行路径单元1003输出的航线指令用路径1至n表示。
建模飞行任务单元1002将各子任务建模成各个阶段数据。
本发明工作原理为，分解飞行任务单元1001、建模飞行任务单元1002、规划飞行路径单元1003、优化飞行路径单元1004、执行飞行路径单元1005顺序连接，形成了可拼接式无人机群控制系统的整体结构，即将整体任务输入分解飞行任务单元1001，输出的任务分解进入建模飞行任务单元1002，建模飞行任务单元1002将每个任务碎片进行建模，输出每个任务碎片建模数据给规划飞行路径单元1003，规划飞行路径单元1003将建模数据转化为具体的无人机群每个个体的航线指令，优化飞行路径单元1004将规划飞行路径单元1003输出的无人机群每个个体的航线指令进行避障、最小时间等优化，输出无人机群每个个体的优化航线指令。当任务开始执行时，需要实时同步的将无人机群每个个体优化后航线指令通过外部传输介质输出至执行飞行任务单元1005。确定无人机群初始化参数1006包括无人机群个体数、任务执行空间范围等基本参数。建模飞行任务单元1002输出的任务分解碎片用阶段1至n表示，n的大小取值根据无人机群个体数、任务复杂程度等决定。规划飞行路径单元1003输出的航线指令用路径1至n表示。通过构造一种无人机群的控制系统，使得无人机群每个个体变得可以拼接，即可以组成任意的群体形式，执行完成复杂的任务。相比单架无人机，保证无人机群能够协调统一地完成特定任务，同时能够增加起重量，在植保等需要大载量的应用中，具有优势。
实施例一：
在植保领域，当需要对大面积作物进行集中作业时，如果采用单架无人机执行全部任务，限制于飞手数量、电池续航时间等，需要多次执行相似路径的航线作业路径，不仅效率低，而且实际效果差。采用本发明提出的可拼接式无人机群控制系统，可以根据作业范围、需要作业时间等确定无人机群初始化参数，如采用5架无人机个体参与植保作业。然后可以根据作业范围地形情况进行建模飞行任务，如正方形区域可以采用“一字型”拼接飞行等。根据建模的飞行任务确定具体每个任务碎片的飞行路径，此步骤需要根据具体作业地形而定。然后优化飞行路径及将相应飞行路径传输至无人机群每个个体，最后执行优化后的飞行路径。通过此种可拼接式无人机群的控制系统调度，能够保证快速、高效地完成复杂农田植保任务。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (4)
1.一种可拼接式无人机群控制方法，其特征在于：包括分解飞行任务单元(1001)、建模飞行任务单元(1002)、规划飞行路径单元(1003)、优化飞行路径单元(1004)、执行飞行路径单元(1005)和确定无人机群初始化参数(1006)，其控制方法具体包括以下步骤：
步骤A、分解飞行任务单元(1001)、建模飞行任务单元(1002)、规划飞行路径单元(1003)、优化飞行路径单元(1004)、执行飞行路径单元(1005)顺序连接，形成了可拼接式无人机群控制系统的整体结构，将整体任务输入分解飞行任务单元(1001)，输出的任务分解进入建模飞行任务单元(1002)，建模飞行任务单元(1002)将每个任务碎片进行建模，输出每个任务碎片建模数据给规划飞行路径单元(1003)，规划飞行路径单元(1003)将建模数据转化为具体的无人机群每个个体的航线指令，优化飞行路径单元(1004)将规划飞行路径单元(1003)输出的无人机群每个个体的航线指令进行避障、最小时间优化，输出无人机群每个个体的优化航线指令；
步骤B、当任务开始执行时，需要实时同步的将无人机群每个个体优化后航线指令通过外部传输介质输出至执行飞行任务单元(1005)；
步骤C、将无人机群执行的任务通过建模、规划路径、优化路径分解成无人机群每个个体的指令，每个个体通过指令软连接成一个可拼接的整体。
2.根据权利要求1所述的一种可拼接式的无人机群控制方法，其特征在于：所述的无人机群初始化参数(1006)包括无人机群个体数、任务执行空间范围基本参数。
3.根据权利要求1所述的一种可拼接式的无人机群控制方法，其特征在于：建模飞行任务单元(1002)输出的任务分解碎片用阶段1至n表示，n的大小取值根据无人机群个体数、任务复杂程度决定；规划飞行路径单元(1003)输出的航线指令用路径1至n表示。
4.根据权利要求1所述的一种可拼接式的无人机群控制方法，其特征在于：建模飞行任务单元(1002)将各子任务建模成各个阶段数据。
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