CN111554128A - 集群无人机的编号方法及终端 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集群无人机的编号方法及终端,方法包括:摆放无人机;获取参照无人机的GPS坐标和航向角;以参照无人机为原点,建立Y轴与参照无人机的航向角重叠的仿真直角坐标系;根据其他无人机的GPS坐标和参照无人机的GPS坐标计算得到其他无人机的方位角和相对于参照无人机的相对距离;根据方位角和航向角计算得到其他无人机相对于参照无人机的相对夹角;根据所述相对距离和相对夹角计算得到其他无人机相对于参照无人机的实际坐标;将其他无人机的实际坐标与所述仿真直角坐标系中的坐标值进行比对,根据比对结果对相应的无人机进行编号。本发明可自动、快速对无人机进行编号,效率高。
Description
技术领域
本发明涉及无人机技术领域,尤其涉及一种集群无人机的编号方法及终端。
背景技术
在无人机集群表演中,因要实时得知并调试各个无人机,就需要给每个无人机进行编号,方便及时发现并解决问题。现有技术中,采用的是人工编号的方法,而在几百上千的无人机编队中,该方法不仅工作量巨大而且非常繁琐。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种集群无人机的编号方法及终端,可自动、快速地完成无人机编号。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
一种集群无人机的编号方法,包括:
根据预设集群编队图按照预设间距摆放无人机,使所有无人机的航向角一致;
选取参照无人机,并获取所述参照无人机的GPS坐标和航向角;
以所述参照无人机为原点,根据所述预设间距建立Y轴与所述参照无人机的航向角重叠的仿真直角坐标系;
获取除参照无人机外的其他无人机的GPS坐标;
根据其他无人机的GPS坐标和参照无人机的GPS坐标计算得到其他无人机的方位角和相对于参照无人机的相对距离;
根据所述方位角和航向角计算得到其他无人机相对于参照无人机的相对夹角;
根据所述相对距离和相对夹角计算得到其他无人机相对于参照无人机的实际坐标;
将其他无人机的实际坐标与所述仿真直角坐标系中的坐标值进行比对,根据比对结果对相应的无人机进行编号。
本发明采用的另一技术方案为:
一种集群无人机的编号终端,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤:
根据预设集群编队图按照预设间距摆放无人机,使所有无人机的航向角一致;
选取参照无人机,并获取所述参照无人机的GPS坐标和航向角;
以所述参照无人机为原点,根据所述预设间距建立Y轴与所述参照无人机的航向角重叠的仿真直角坐标系;
获取除参照无人机外的其他无人机的GPS坐标;
根据其他无人机的GPS坐标和参照无人机的GPS坐标计算得到其他无人机的方位角和相对于参照无人机的相对距离;
根据所述方位角和航向角计算得到其他无人机相对于参照无人机的相对夹角;
根据所述相对距离和相对夹角计算得到其他无人机相对于参照无人机的实际坐标;
将其他无人机的实际坐标与所述仿真直角坐标系中的坐标值进行比对,根据比对结果对相应的无人机进行编号。
本发明的有益效果在于:通过选取参照无人机并建立仿真直角坐标系,将其他无人机的实际坐标与在仿真直角坐标系中的坐标值进行比对,根据比对结果可自动、快速地对无人机进行编号,编号效率高,即便重新摆放无人机后也可以快速刷新编号,无需人工进行。
附图说明
图1为本发明实施例一的集群无人机的编号方法的流程图;
图2为本发明实施例一的其他无人机相对于参照无人机的位置示意图;
图3为本发明实施例二的集群无人机的编号终端的示意图。
标号说明:
100、集群无人机的编号终端;1、存储器;2、处理器。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果,以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明最关键的构思在于:选取参照无人机并建立仿真直角坐标系,将其他无人机的实际坐标与在仿真直角坐标系中的标准坐标进行比对,根据比对结果可自动、快速地对无人机进行编号。
请参照图1,一种集群无人机的编号方法,包括:
根据预设集群编队图按照预设间距摆放无人机,使所有无人机的航向角一致;
选取参照无人机,并获取所述参照无人机的GPS坐标和航向角;
以所述参照无人机为原点,根据所述预设间距建立Y轴与所述参照无人机的航向角重叠的仿真直角坐标系;
获取除参照无人机外的其他无人机的GPS坐标;
根据其他无人机的GPS坐标和参照无人机的GPS坐标计算得到其他无人机的方位角和相对于参照无人机的相对距离;
根据所述方位角和航向角计算得到其他无人机相对于参照无人机的相对夹角;
根据所述相对距离和相对夹角计算得到其他无人机相对于参照无人机的实际坐标;
将其他无人机的实际坐标与所述仿真直角坐标系中的坐标值进行比对,根据比对结果对相应的无人机进行编号。
从上述描述可知,本发明的有益效果在于:通过选取参照无人机并建立仿真直角坐标系,将其他无人机的实际坐标与在仿真直角坐标系中的坐标值进行比对,根据比对结果可自动、快速地对无人机进行编号,编号效率高,即便重新摆放无人机后也可以快速刷新编号,无需人工进行。
进一步的,所述根据其他无人机的GPS坐标和参照无人机的GPS坐标计算得到其他无人机的方位角和相对于参照无人机的相对距离具体为:
根据公式α=arctan(((latx-lat0)*coslonx)/(lonx-lon0))计算得到其他无人机的方位角,其中α表示方位角,(latx,lonx)表示其他无人机的GPS坐标,(lat0,lon0)表示参照无人机的GPS坐标;
由上述描述可知,计算得到的方位角为与正北方的夹角。
进一步的,所述根据所述方位角和航向角计算得到其他无人机相对于参照无人机的相对夹角具体为:
根据公式β=α-θ计算得到相对其他无人机相对于参照无人机的相对夹角,其中β表示相对夹角,θ表示航向角。
进一步的,所述根据所述相对距离和相对夹角计算得到其他无人机相对于参照无人机的实际坐标具体为:
根据公式xs=d*sinβ,ys=d*cosβ计算得到其他无人机相对于参照无人机的实际坐标,其中(xs,ys)表示其他无人机相对于参照无人机的实际坐标。
进一步的,所述将其他无人机的实际坐标与所述仿真直角坐标系中的坐标值进行比对,根据比对结果对相应的无人机进行编号具体为:
当xm*(1-p)≤xs≤xm(1+p),且ym*(1-p)≤ys≤ym(1+p)时,将m的值赋予实际坐标为(xs,ys)的无人机,其中(xm,ym)表示仿真直角坐标系中与实际坐标为(xs,ys)的无人机对应的标准坐标,m表示无人机在仿真直角坐标系中的编号,p为常数,其取值范围为[0.3,0.5]。
由上述描述可知,p表示误差大小,其取值大小可以根据需要进行选择,比对前在仿真直角坐标系中优选与(xs,ys)值最接近的(xm,ym)值,并执行比对步骤,减少运算量。
进一步的,所述根据预设集群编队图按照预设间距摆放无人机,使所有无人机的航向角一致之前还包括:获取无人机的总数目。
由上述描述可知,在摆放无人机之前获取无人机的总数目有利于设计集群编队图,也利于后续判断编队完成情况。
进一步的,所述将其他无人机的实际坐标与所述仿真直角坐标系中的坐标值进行比对,根据比对结果对相应的无人机进行编号之后还包括:
获取已编号的无人机的数目;
当已编号的无人机的数目大于或等于无人机的总数目的90%时,结束编号。
由上述描述可知,当编号无人机的数目达到90%之后,可以结束编号工作。
请参照图3,本发明涉及的另一技术方案为:
一种集群无人机的编号终端100,包括存储器1、处理器2以及存储在所述存储器1上并可在处理器2上运行的计算机程序,所述处理器2执行所述计算机程序时实现以下步骤:
根据预设集群编队图按照预设间距摆放无人机,使所有无人机的航向角一致;
选取参照无人机,并获取所述参照无人机的GPS坐标和航向角;
以所述参照无人机为原点,根据所述预设间距建立Y轴与所述参照无人机的航向角重叠的仿真直角坐标系;
获取除参照无人机外的其他无人机的GPS坐标;
根据其他无人机的GPS坐标和参照无人机的GPS坐标计算得到其他无人机的方位角和相对于参照无人机的相对距离;
根据所述方位角和航向角计算得到其他无人机相对于参照无人机的相对夹角;
根据所述相对距离和相对夹角计算得到其他无人机相对于参照无人机的实际坐标;
将其他无人机的实际坐标与所述仿真直角坐标系中的坐标值进行比对,根据比对结果对相应的无人机进行编号。
进一步的,所述根据其他无人机的GPS坐标和参照无人机的GPS坐标计算得到其他无人机的方位角和相对于参照无人机的相对距离具体为:
根据公式α=arctan(((latx-lat0)*coslonx)/(lonx-lon0))计算得到其他无人机的方位角,其中α表示方位角,(latx,lonx)表示其他无人机的GPS坐标,(lat0,lon0)表示参照无人机的GPS坐标;
进一步的,所述根据所述方位角和航向角计算得到其他无人机相对于参照无人机的相对夹角具体为:
根据公式β=α-θ计算得到相对其他无人机相对于参照无人机的相对夹角,其中β表示相对夹角,θ表示航向角。
进一步的,所述根据所述相对距离和相对夹角计算得到其他无人机相对于参照无人机的实际坐标具体为:
根据公式xs=d*sinβ,ys=d*cosβ计算得到其他无人机相对于参照无人机的实际坐标,其中(xs,ys)表示其他无人机相对于参照无人机的实际坐标。
进一步的,所述将其他无人机的实际坐标与所述仿真直角坐标系中的坐标值进行比对,根据比对结果对相应的无人机进行编号具体为:
当xm*(1-p)≤xs≤xm(1+p),且ym*(1-p)≤ys≤ym(1+p)时,将m的值赋予实际坐标为(xs,ys)的无人机,其中(xm,ym)表示仿真直角坐标系中与实际坐标为(xs,ys)的无人机对应的标准坐标,m表示无人机在仿真直角坐标系中的编号,p为常数,其取值范围为[0.3,0.5]。
进一步的,所述根据预设集群编队图按照预设间距摆放无人机,使所有无人机的航向角一致之前还包括:获取无人机的总数目。
进一步的,所述将其他无人机的实际坐标与所述仿真直角坐标系中的坐标值进行比对,根据比对结果对相应的无人机进行编号之后还包括:
获取已编号的无人机的数目;
当已编号的无人机的数目大于或等于无人机的总数目的90%时,结束编号。
实施例一
请参照图1,本发明的实施例一为一种集群无人机的编号方法,包括如下步骤:
S1、根据预设集群编队图按照预设间距摆放无人机,使所有无人机的航向角一致。
本实施例所采用的无人机为RTK差分定位无人机,在摆放无人机之前需要对无人机进行上电,集群编队图可以根据需要进行设计,例如可以设计成矩形,预设间距可以根据需要进行设置,例如可以是1m。此外,在步骤S1之前,需要获取无人机的总数目,根据总数目可以设计矩形编队图的行数和列数,也利于后续进行编号完成情况的判断。
S2、选取参照无人机,并获取所述参照无人机的GPS坐标和航向角。
当集群编队图为矩形时,选择位于角点的一无人机作为参照无人机。
S3、以所述参照无人机为原点,根据所述预设间距建立Y轴与所述参照无人机的航向角重叠的仿真直角坐标系。
在仿真直角坐标系中,以预设间距为间隔单位,其他无人机的标准坐标是固定的,例如参照无人机的坐标为(0,0),那么其他无人机的标准坐标为(1,1)、(1,2)…(100,1)等,并且在仿真直角坐标系中,每一个无人机都具有特定的编号,例如标准坐标为(1,1)的无人机的编号为1,标准坐标为(1,2)的无人机的编号为2等等。
S4、获取除参照无人机外的其他无人机的GPS坐标。
S5、根据其他无人机的GPS坐标和参照无人机的GPS坐标计算得到其他无人机的方位角和相对于参照无人机的相对距离。
本实施例中,步骤S5具体为:
如图2所示,根据公式α=arctan(((latx-lat0)*coslonx)/(lonx-lon0))计算得到其他无人机的方位角,其中α表示方位角,(latx,lonx)表示其他无人机的GPS坐标,(lat0,lon0)表示参照无人机的GPS坐标;方位角α表示的是无人机与正北方N的夹角。图2中,O点表示参照无人机,R点表示其他任意一个无人机。
S6、根据所述方位角和航向角计算得到其他无人机相对于参照无人机的相对夹角。
本实施例中,步骤S6具体为:
根据公式β=α-θ计算得到相对其他无人机相对于参照无人机的相对夹角,其中β表示相对夹角,θ表示航向角。
S7、根据所述相对距离和相对夹角计算得到其他无人机相对于参照无人机的实际坐标。
本实施例中,步骤S7具体为:
根据公式xs=d*sinβ,ys=d*cosβ计算得到其他无人机相对于参照无人机的实际坐标,其中(xs,ys)表示其他无人机相对于参照无人机的实际坐标。
由于在摆放无人机时会有误差,因此,计算得到的无人机的实际坐标与在仿真直角坐标系中的标准坐标是有偏差的。
S8、将其他无人机的实际坐标与所述仿真直角坐标系中的坐标值进行比对,根据比对结果对相应的无人机进行编号。
本实施例中,步骤S8具体为:
当xm*(1-p)≤xs≤xm(1+p),且ym*(1-p)≤ys≤ym(1+p)时,将m的值赋予实际坐标为(xs,ys)的无人机,其中(xm,ym)表示仿真直角坐标系中与实际坐标为(xs,ys)的无人机对应的标准坐标,p为常数,其取值范围为[0.3,0.5],m表示无人机在仿真直角坐标系中的编号,比对前在仿真直角坐标系中优选与(xs,ys)值最接近的(xm,ym)值,并执行比对步骤,减少运算量。
本实施例中,步骤S8之后还包括:
S801、获取已编号的无人机的数目;
S802、当已编号的无人机的数目大于或等于无人机的总数目的90%时,结束编号。
若已编号的无人机的数目小于无人机的总数目的90%,则继续执行步骤S4,进行下一个无人机的编号。
实施例二
请参照图3,本发明的实施例二为一种集群无人机的编号终端100,与实施例一的方法相对应,包括存储器1、处理器2以及存储在所述存储器1上并可在处理器2上运行的计算机程序,所述处理器2执行所述计算机程序时实现以下步骤:
根据预设集群编队图按照预设间距摆放无人机,使所有无人机的航向角一致;
选取参照无人机,并获取所述参照无人机的GPS坐标和航向角;
以所述参照无人机为原点,根据所述预设间距建立Y轴与所述参照无人机的航向角重叠的仿真直角坐标系;
获取除参照无人机外的其他无人机的GPS坐标;
根据其他无人机的GPS坐标和参照无人机的GPS坐标计算得到其他无人机的方位角和相对于参照无人机的相对距离;
根据所述方位角和航向角计算得到其他无人机相对于参照无人机的相对夹角;
根据所述相对距离和相对夹角计算得到其他无人机相对于参照无人机的实际坐标;
将其他无人机的实际坐标与所述仿真直角坐标系中的坐标值进行比对,根据比对结果对相应的无人机进行编号。
进一步的,所述根据其他无人机的GPS坐标和参照无人机的GPS坐标计算得到其他无人机的方位角和相对于参照无人机的相对距离具体为:
根据公式α=arctan(((latx-lat0)*coslonx)/(lonx-lon0))计算得到其他无人机的方位角,其中α表示方位角,(latx,lonx)表示其他无人机的GPS坐标,(lat0,lon0)表示参照无人机的GPS坐标;
进一步的,所述根据所述方位角和航向角计算得到其他无人机相对于参照无人机的相对夹角具体为:
根据公式β=α-θ计算得到相对其他无人机相对于参照无人机的相对夹角,其中β表示相对夹角,θ表示航向角。
进一步的,所述根据所述相对距离和相对夹角计算得到其他无人机相对于参照无人机的实际坐标具体为:
根据公式xs=d*sinβ,ys=d*cosβ计算得到其他无人机相对于参照无人机的实际坐标,其中(xs,ys)表示其他无人机相对于参照无人机的实际坐标。
进一步的,所述将其他无人机的实际坐标与所述仿真直角坐标系中的坐标值进行比对,根据比对结果对相应的无人机进行编号具体为:
当xm*(1-p)≤xs≤xm(1+p),且ym*(1-p)≤ys≤ym(1+p)时,将m的值赋予实际坐标为(xs,ys)的无人机,其中(xm,ym)表示仿真直角坐标系中与实际坐标为(xs,ys)的无人机对应的标准坐标,m表示无人机在仿真直角坐标系中的编号,p为常数,其取值范围为[0.3,0.5],比对前在仿真直角坐标系中优选与(xs,ys)值最接近的(xm,ym)值,并执行比对步骤,减少运算量。
进一步的,所述根据预设集群编队图按照预设间距摆放无人机,使所有无人机的航向角一致之前还包括:获取无人机的总数目。
进一步的,所述将其他无人机的实际坐标与所述仿真直角坐标系中的坐标值进行比对,根据比对结果对相应的无人机进行编号之后还包括:
获取已编号的无人机的数目;
当已编号的无人机的数目大于或等于无人机的总数目的90%时,结束编号。
综上所述,本发明提供的一种集群无人机的编号方法及终端,可自动、快速对无人机进行编号,效率高,无需人工操作。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换,或直接或间接运用在相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (14)
1.一种集群无人机的编号方法,其特征在于,包括:
根据预设集群编队图按照预设间距摆放无人机,使所有无人机的航向角一致;
选取参照无人机,并获取所述参照无人机的GPS坐标和航向角;
以所述参照无人机为原点,根据所述预设间距建立Y轴与所述参照无人机的航向角重叠的仿真直角坐标系;
获取除参照无人机外的其他无人机的GPS坐标;
根据其他无人机的GPS坐标和参照无人机的GPS坐标计算得到其他无人机的方位角和相对于参照无人机的相对距离;
根据所述方位角和航向角计算得到其他无人机相对于参照无人机的相对夹角;
根据所述相对距离和相对夹角计算得到其他无人机相对于参照无人机的实际坐标;
将其他无人机的实际坐标与所述仿真直角坐标系中的坐标值进行比对,根据比对结果对相应的无人机进行编号。
3.根据权利要求2所述的集群无人机的编号方法,其特征在于,所述根据所述方位角和航向角计算得到其他无人机相对于参照无人机的相对夹角具体为:
根据公式β=α-θ计算得到相对其他无人机相对于参照无人机的相对夹角,其中β表示相对夹角,θ表示航向角。
4.根据权利要求3所述的集群无人机的编号方法,其特征在于,所述根据所述相对距离和相对夹角计算得到其他无人机相对于参照无人机的实际坐标具体为:
根据公式xs=d*sinβ,ys=d*cosβ计算得到其他无人机相对于参照无人机的实际坐标,其中(xs,ys)表示其他无人机相对于参照无人机的实际坐标。
5.根据权利要求4所述的集群无人机的编号方法,其特征在于,所述将其他无人机的实际坐标与所述仿真直角坐标系中的坐标值进行比对,根据比对结果对相应的无人机进行编号具体为:
当xm*(1-p)≤xs≤xm(1+p),且ym*(1-p)≤ys≤ym(1+p)时,将m的值赋予实际坐标为(xs,ys)的无人机,其中(xm,ym)表示仿真直角坐标系中与实际坐标为(xs,ys)的无人机对应的标准坐标,m表示无人机在仿真直角坐标系中的编号,p为常数,其取值范围为[0.3,0.5]。
6.根据权利要求1所述的集群无人机的编号方法,其特征在于,所述根据预设集群编队图按照预设间距摆放无人机,使所有无人机的航向角一致之前还包括:获取无人机的总数目。
7.根据权利要求6所述的集群无人机的编号方法,其特征在于,所述将其他无人机的实际坐标与所述仿真直角坐标系中的坐标值进行比对,根据比对结果对相应的无人机进行编号之后还包括:
获取已编号的无人机的数目;
当已编号的无人机的数目大于或等于无人机的总数目的90%时,结束编号。
8.一种集群无人机的编号终端,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤:
根据预设集群编队图按照预设间距摆放无人机,使所有无人机的航向角一致;
选取参照无人机,并获取所述参照无人机的GPS坐标和航向角;
以所述参照无人机为原点,根据所述预设间距建立Y轴与所述参照无人机的航向角重叠的仿真直角坐标系;
获取除参照无人机外的其他无人机的GPS坐标;
根据其他无人机的GPS坐标和参照无人机的GPS坐标计算得到其他无人机的方位角和相对于参照无人机的相对距离;
根据所述方位角和航向角计算得到其他无人机相对于参照无人机的相对夹角;
根据所述相对距离和相对夹角计算得到其他无人机相对于参照无人机的实际坐标;
将其他无人机的实际坐标与所述仿真直角坐标系中的坐标值进行比对,根据比对结果对相应的无人机进行编号。
10.根据权利要求9所述的集群无人机的编号终端,其特征在于,所述根据所述方位角和航向角计算得到其他无人机相对于参照无人机的相对夹角具体为:
根据公式β=α-θ计算得到相对其他无人机相对于参照无人机的相对夹角,其中β表示相对夹角,θ表示航向角。
11.根据权利要求10所述的集群无人机的编号终端,其特征在于,所述根据所述相对距离和相对夹角计算得到其他无人机相对于参照无人机的实际坐标具体为:
根据公式xs=d*sinβ,ys=d*cosβ计算得到其他无人机相对于参照无人机的实际坐标,其中(xs,ys)表示其他无人机相对于参照无人机的实际坐标。
12.根据权利要求11所述的集群无人机的编号终端,其特征在于,所述将其他无人机的实际坐标与所述仿真直角坐标系中的坐标值进行比对,根据比对结果对相应的无人机进行编号具体为:
当xm*(1-p)≤xs≤xm(1+p),且ym*(1-p)≤ys≤ym(1+p)时,将m的值赋予实际坐标为(xs,ys)的无人机,其中(xm,ym)表示仿真直角坐标系中与实际坐标为(xs,ys)的无人机对应的标准坐标,m表示无人机在仿真直角坐标系中的编号,p为常数,其取值范围为[0.3,0.5]。
13.根据权利要求8所述的集群无人机的编号终端,其特征在于,所述根据预设集群编队图按照预设间距摆放无人机,使所有无人机的航向角一致之前还包括:获取无人机的总数目。
14.根据权利要求13所述的集群无人机的编号终端,其特征在于,所述将其他无人机的实际坐标与所述仿真直角坐标系中的坐标值进行比对,根据比对结果对相应的无人机进行编号之后还包括:
获取已编号的无人机的数目;
当已编号的无人机的数目大于或等于无人机的总数目的90%时,结束编号。
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