CN110597285A - 无人机集群控制系统及无人机编队控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人机集群控制系统及无人机编队控制方法，方法包括：地面站接收来自集群控制站发送的配置信息和控制指令；地面站根据接收到的配置信息进行相应配置；地面站根据接收到的控制指令对同个网络中所属无人机进行相应的控制；地面站接收无人机的执行结果，并将执行结果和地面站配置结果反馈至集群控制站。该方法只是简单的增加集群控制站、地面站和与地面站对应的无人机。地面站与集群控制站通过以太网连接，加之地面站和集群控制站间通信量少于地面站到无人机编队间通信量，地面站集群规模的增加，无人机编队的数量同样可以等比例扩大，完全满足超大规模无人机编队的要求。
Description
技术领域
本发明涉及无人机编队飞行领域，更具体地说是一种无人机集群控制系统及无人机编队控制方法。
背景技术
现有的无人机编队控制方法一般是单台地面站计算机在一个网络内控制一定数量的无人机协同飞行，有如下限制、缺点：
1、单台计算机做为地面站控制端，计算机所消耗的性能和无人机编队数量成正比，编队的扩大将逐渐耗尽地面站计算机的性能；
2、在单个网络中控制整个无人机编队，网络的通信量和无人机编队数量成正比，编队的扩大将逐渐耗尽网络的剩余通信带宽；
无人机编队的一个发展方向是数量规模的增大，对于10000架以上超大规模无人机编队，普通的单地面站、单网络的群控方法就不能满足了。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种无人机集群控制系统及无人机编队控制方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种无人机集群控制系统，包括：集群控制站和多个地面站，多个所述地面站与所述集群控制站通讯连接，所述集群控制站用于将配置信息和控制指令发送至对应的地面站，所述地面站用于接收配置信息和控制指令，并根据控制指令控制处于同个网络中的无人机。
其进一步技术方案为：所述地面站与所述集群控制站通过以太网连接。
其进一步技术方案为：所述地面站包括计算机，所述计算机与所述无人机通过无线通讯连接。
一种无人机编队控制方法，基于以上任意一项所述的无人机集群控制系统，包括以下步骤：
地面站接收来自集群控制站发送的配置信息和控制指令；
地面站根据接收到的配置信息进行相应配置；
地面站根据接收到的控制指令对同个网络中所属无人机进行相应的控制；
地面站接收无人机的执行结果，并将执行结果和地面站配置结果反馈至集群控制站。
其进一步技术方案为：所述地面站接收来自集群控制站发送的配置信息和控制指令的步骤之前，包括：
集群控制站生成相应无人机的配置信息和控制指令；
集群控制站根据地面站的分布情况将配置信息和控制指令分开打包；
集群控制站将打包后的配置信息和控制指令发送至对应的地面站中。
本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明提供的一种无人机集群控制系统及无人机编队控制方法，方法通过地面站接收来自集群控制站发送的配置信息和控制指令，并根据接收到的配置信息进行相应配置或根据接收到的控制指令对同个网络中所属无人机进行相应的控制。通过该方法实现成倍扩大现有普通无人机编队的规模，方法只是简单的增加集群控制站、地面站和与地面站对应的无人机。地面站与集群控制站通过以太网连接，加之地面站和集群控制站间通信量少于地面站到无人机编队间通信量，地面站集群规模的增加，无人机编队的数量同样可以等比例扩大，完全满足超大规模无人机编队的要求。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征及优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下。
附图说明
图1为本发明无人机集群控制系统的结构示意图；
图2为本发明无人机编队控制方法一实施例的流程图；
图3为本发明无人机编队控制方法另一实施例的流程图。
附图标记
1、集群控制站；2、地面站；3、无人机。
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，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
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，本领域技术人员在没有作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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。
如图1所示，一种无人机集群控制系统，包括：集群控制站1和多个地面站2，多个地面站2与集群控制站1通讯连接，集群控制站1用于将配置信息和控制指令发送至对应的地面站2，地面站2用于接收配置信息和控制指令，并根据控制指令控制处于同个网络中的无人机3。在所有地面站2的基础上增加一个连接所有地面站2的集群控制站1，用于配置、控制地面站2。通过设置集群控制站1和多个地面站2实现无人机3编队数量的扩充。
具体地，如图1所示，地面站2与集群控制站1通过以太网连接，通信带宽较单个编队中的无线网络大且可靠性高，且地面站2与集群控制站1间通信内容得到精简，集群控制站1只需监控地面站2的状态，不需监控所有无人机3状态。
具体地，如图1所示，地面站2包括计算机，计算机与无人机3通过无线通讯连接。随着作为地面站2的计算机集群数量的扩容，子网络数量的增加，能够控制的无人机3编队数量就能扩大，完全可以满足10000架以上超大规模无人机3编队的控制要求。
在另一具体实施例中，根据需要可动态调整地面站2的数量。
如图2所示，一种无人机3编队控制方法，基于如图1所示的无人机集群控制系统，包括以下步骤：
S110、地面站2接收来自集群控制站1发送的配置信息和控制指令。
S120、地面站2根据接收到的配置信息进行相应配置。
S130、地面站2根据接收到的控制指令对同个网络中所属无人机3进行相应的控制。
S140、地面站2接收无人机3的执行结果，并将执行结果和地面站2配置结果反馈至集群控制站1。通过该控制方法实现成倍扩大现有普通无人机3编队的规模，方法只是简单的增加集群控制站1、地面站2和与地面站2对应的无人机3。地面站2与集群控制站1通过以太网连接，加之地面站2和集群控制站1间通信量少于地面站2到无人机3编队间通信量，实现集群规模的增加，无人机3编队的数量同样可以等比例扩大，完全满足超大规模无人机3编队的要求。
如图3所示，在另一具体实施例中，一种无人机3编队控制方法，基于如图1所示的无人机集群控制系统，包括：
S210、集群控制站1生成相应无人机3的配置信息和控制指令。
S220、集群控制站1根据地面站2的分布情况将配置信息和控制指令分开打包。
S230、集群控制站1将打包后的配置信息和控制指令发送至对应的地面站2中。
S240、地面站2接收来自集群控制站1发送的配置信息和控制指令。
S250、地面站2根据接收到的配置信息进行相应配置。
S260、地面站2根据接收到的控制指令对同个网络中所属无人机3进行相应的控制。
S270、地面站2接收无人机3的执行结果，并将执行结果和地面站2配置结果反馈至集群控制站1。
具体地，步骤S240-S270与上述实施例中的步骤S110-S140相同。通过该控制方法，对应的地面站2控制相对应的无人机3，通过增加多个地面站2实现无人机3编队数量的扩充。
具体地，随着作为地面站2的计算机数量的扩容，即子网络数量的增加，能够控制的无人机3编队数量就能扩大。
在另一具体实施例中，采用该方法可以做到无限扩容无人机3编队，完全可以满足10000架以上超大规模无人机3编队的控制要求。
与现有技术相比，本发明提供的一种无人机集群控制系统及无人机编队控制方法，方法通过地面站接收来自集群控制站发送的配置信息和控制指令，并根据接收到的配置信息进行相应配置或根据接收到的控制指令对同个网络中所属无人机进行相应的控制。通过该方法实现成倍扩大现有普通无人机编队的规模，方法只是简单的增加集群控制站、地面站和与地面站对应的无人机。地面站与集群控制站通过以太网连接，加之地面站和集群控制站间通信量少于地面站到无人机编队间通信量，地面站集群规模的增加，无人机编队的数量同样可以等比例扩大，完全满足超大规模无人机编队的要求。
上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (5)
1.一种无人机集群控制系统，其特征在于，包括：集群控制站和多个地面站，多个所述地面站与所述集群控制站通讯连接，所述集群控制站用于将配置信息和控制指令发送至对应的地面站，所述地面站用于接收配置信息和控制指令，并根据控制指令控制处于同个网络中的无人机。
2.根据权利要求1所述的无人机集群控制系统，其特征在于，所述地面站与所述集群控制站通过以太网连接。
3.根据权利要求1所述的无人机集群控制系统，其特征在于，所述地面站包括计算机，所述计算机与所述无人机通过无线通讯连接。
4.一种无人机编队控制方法，基于权利要求1-3任意一项所述的无人机集群控制系统，其特征在于，包括以下步骤：
地面站接收来自集群控制站发送的配置信息和控制指令；
地面站根据接收到的配置信息进行相应配置；
地面站根据接收到的控制指令对同个网络中所属无人机进行相应的控制；
地面站接收无人机的执行结果，并将执行结果和地面站配置结果反馈至集群控制站。
5.根据权利要求4所述的无人机编队控制方法，其特征在于，所述地面站接收来自集群控制站发送的配置信息和控制指令的步骤之前，包括：
集群控制站生成相应无人机的配置信息和控制指令；
集群控制站根据地面站的分布情况将配置信息和控制指令分开打包；
集群控制站将打包后的配置信息和控制指令发送至对应的地面站中。
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