CN113867394B - 一种无人机集群回收仿真系统、方法、电子设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人机集群回收仿真系统、方法、电子设备及介质，通过获取无人机和载机的位姿数据和获取无人机和回收装置的部件动作数据，将上述数据合并以及进行三维化，能够模拟无人机集群在回收过程中无人机和载机的飞行轨迹和飞行动作，以及无人机和回收装置在无人机集群回收时的部件动作，实现无人机集群回收仿真场景的三维化和可视化，方便研究人员对无人机集群回收技术进行研究。
Description
技术领域
本发明涉及无人机回收技术领域，特别涉及一种无人机集群回收仿真系统、方法、电子设备及介质。
背景技术
近几年来，无人机集群战术作为一种全新、颠覆式的理想作战模式受到各国军方的重视，它以智能集群技术为核心，将单机薄弱的作战能力通过无人机的协同网络相互联系起来，构建成为一种具有低成本、抗打击能力强、作战模式多样化的新型作战体系。
无人机集群作为一种新兴技术，特别是无人机集群的回收，可供研究的样本太少。造成这样的原因有很多，一方面，无人机集群的回收受天气、地理环境等因素的影响，需要选择特定的场景；另一方面，无人机集群的回收消耗人力物力，造成高昂的成本支出。所以，为了提高研究效率和降低研究成本，无人机集群回收技术的研究需要一个不受天气、地理环境影响，以及可重复性研究的场景。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题。为此，本发明提出一种无人机集群回收仿真系统、方法、电子设备及介质，能够模拟无人机集群回收的场景，更方便对无人机集群回收技术进行研究。
第一方面，本发明实施例提供一种无人机集群回收仿真系统，包括：
位姿获取模块，用于根据预设轨迹获取载机和无人机的位姿数据；
部件动作获取模块，用于获取装配于所述载机上的回收装置和所述无人机在无人机集群回收时的部件动作数据；
数据通讯模块，与所述位姿获取模块和所述部件动作获取模块电连接，用于将所述载机和所述无人机的位姿数据，以及所述回收装置和所述无人机在无人机集群回收时的部件动作数据，传输给三维显示模块；
三维显示模块，与所述数据通讯模块通信连接，用于根据所述载机和所述无人机的位姿数据，以及所述回收装置和所述无人机在无人机集群回收时的部件动作数据，显示所述载机、所述回收装置和所述无人机在回收时的三维模型。
根据本发明的实施例，至少具有如下技术效果：
无人机集群的回收设备包括载机和回收装置，载机搭载回收装置飞行，然后通过控制无人机集群碰撞回收装置，实现对无人机集群的回收。现将无人机集群的回收过程分为两部分，一部分为无人机集群与载机的相对运动，另一部分为无人机集群与回收装置的相对运动。位姿获取模块通过无人机和载机的飞行轨迹获取无人机和载机的位姿数据，该位姿数据描述了无人机集群与载机的相对运动，部件动作获取模块获取无人机和回收装置的部件动作数据，该部件动作数据描述了无人机和回收装置的相对运动，数据通讯模块将位姿数据和部件动作数据打包发给三维显示模块，三维显示模块将上述位姿数据和部件动作数据三维化和可视化。本发明实施例通过位姿获取模块、部件动作获取模块、数据通讯模块和三维显示模块，能够模拟无人机集群在回收过程中无人机和载机的飞行轨迹和飞行动作，以及无人机和回收装置在无人机集群回收时的部件动作，实现无人机集群回收仿真场景的三维化和可视化，方便研究人员对无人机集群回收技术进行研究。
根据本发明的一些实施例，所述位姿获取模块包括：轨迹获取单元，用于获取所述载机的多个飞行步骤和所述载机每一飞行步骤对应的持续时间，以及获取所述无人机的多个飞行步骤和所述无人机每一飞行步骤对应的持续时间，并根据所述载机的多个飞行步骤和每一飞行步骤对应的持续时间，以及所述无人机的多个飞行步骤和每一飞行步骤对应的持续时间，计算出所述载机和所述无人机的预设轨迹；位姿获取单元，用于根据所述载机和所述无人机的预设轨迹计算所述载机和所述无人机的位姿数据。
根据本发明的一些实施例，所述位姿获取模块还包括：存储单元，用于保存所述载机和所述无人机的位姿数据。
根据本发明的一些实施例，所述回收装置和所述无人机的部件动作包括：拦截网平移、绳索平移以及无人机挂钩旋转折叠。
根据本发明的一些实施例，所述三维显示模块还用于在所述载机和所述无人机中切换视角，以及改变视角的视觉距离。
根据本发明的一些实施例，所述数据通讯模块通过用户数据报协议与所述三维显示模块之间进行通信。
第二方面，本发明实施例提供一种无人机集群回收仿真方法，包括以下步骤：
根据预设飞行轨迹计算载机和无人机的位姿数据；
获取装配于所述载机上的回收装置和所述无人机在无人机集群回收时的部件动作数据；
基于所述载机和所述无人机的位姿数据，以及所述回收装置和所述无人机在无人机集群回收时的部件动作数据，显示所述载机、所述回收装置和所述无人机在回收时的三维模型。
无人机集群的回收设备包括载机和回收装置，载机搭载回收装置飞行，然后通过控制无人机集群碰撞回收装置，实现对无人机集群的回收。现将无人机集群的回收过程分为两部分，一部分为无人机集群与载机的相对运动，另一部分为无人机集群与回收装置的相对运动。本发明实施例通过获取无人机和载机的位姿数据和获取无人机和回收装置的部件动作数据，将上述数据合并以及进行三维化，能够模拟无人机集群在回收过程中无人机和载机的飞行轨迹和飞行动作，无人机和回收装置在碰撞时的部件动作，实现无人机集群回收仿真场景的三维化和可视化，方便研究人员对无人机集群回收技术进行研究。
根据本发明的一些实施例，获取所述载机的多个飞行步骤和所述载机每一飞行步骤对应的持续时间，以及获取所述无人机的多个飞行步骤和所述无人机每一飞行步骤对应的持续时间，并根据所述载机的多个飞行步骤和每一飞行步骤对应的持续时间，以及所述无人机的多个飞行步骤和每一飞行步骤对应的持续时间，计算出所述载机和所述无人机的预设轨迹；根据所述载机和所述无人机的预设轨迹计算所述载机和所述无人机的位姿数据。
第三方面，本发明实施例还提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在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：
如第二方面所述的无人机集群回收仿真方法。
第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行：
如第二方面所述的无人机集群回收仿真方法。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例提供的无人机集群回收仿真系统的系统框架图；
图2为本发明实施例提供的无人机集群回收仿真系统的载机飞行轨迹示意图；
图3为本发明实施例提供的无人机集群回收仿真系统的无人机编队队形示意图；
图4为本发明实施例提供的无人机集群回收仿真系统的无人机飞行轨迹示意图；
图5为本发明实施例提供的无人机集群回收仿真方法的流程示意图。
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完整地描述,显然，所描述的实施例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。
非另有定义，本发明所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本发明中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本发明。
第一方面，参照图1，本发明实施例提供一种无人机集群回收仿真系统，包括：
位姿获取模块110，用于根据预设轨迹获取载机和无人机的位姿数据；
部件动作获取模块120，用于获取装配于载机上的回收装置和无人机在无人机集群回收时的部件动作数据；
数据通讯模块130，用于接收载机和无人机的位姿数据，以及接收回收装置和无人机的部件动作数据，并将位姿数据和部件动作数据合并传输给三维显示模块；
三维显示模块140，用于根据位姿数据和部件动作数据显示载机、回收装置和无人机的三维模型，以及三维模型的对应动作。
位姿获取模块110有两个功能，一是设计飞行轨迹，二是通过该飞行轨迹计算载机和无人机的位姿，通过位姿数据能够获取载机和无人机的定位和航向，以及载机和无人机在飞行时的动作。本实例中的预设轨迹，既包含刚刚设计的飞行轨迹，也包含保存下来的飞行轨迹。
部件动作获取模块120中的部件动作，指回收时回收装置进行平移，例如拦截网平移或绳索平行，或无人机进行无人机挂钩旋转折叠。
数据通讯模块130充当了连接位姿获取模块110、部件动作获取模块120和三维显示模块140之间的桥梁。
三维显示模块140将接收的数据进行三维化、可视化，将无人机集群回收的过程直观化，有利于研究人员的理解。
无人机集群的回收设备包括载机和回收装置，载机搭载回收装置飞行，然后通过控制无人机集群碰撞回收装置，实现对无人机集群的回收。现将无人机集群的回收过程分为两部分，一部分为无人机集群与载机的相对运动，另一部分为无人机集群与回收装置的相对运动。位姿获取模块110通过无人机和载机的飞行轨迹获取无人机和载机的位姿数据，该位姿数据描述了无人机集群与载机的相对运动，部件动作获取模块120获取无人机和回收装置的部件动作数据，该部件动作数据描述了无人机和回收装置的相对运动，数据通讯模块130将位姿数据和部件动作数据打包发给三维显示模块140，三维显示模块140将上述位姿数据和部件动作数据三维化和可视化。本发明实施例通过位姿获取模块110、部件动作获取模块120、数据通讯模块130和三维显示模块140，能够模拟无人机集群在回收过程中无人机和载机的飞行轨迹和飞行动作，无人机和回收装置在碰撞时的部件动作，实现无人机集群回收仿真场景的三维化和可视化，方便研究人员对无人机集群回收技术进行研究。
在本发明的一些实施例中，位姿获取模块110包括轨迹获取单元和位姿获取单元。
为了完成任务要求，路径计算模块110需要设计两条轨迹。第一条轨迹是载机的运动轨迹，载机沿着这条轨迹完成起飞、巡航、返航和降落等动作；第二条轨迹是无人机的运动轨迹，这些无人机完成任务后完成编队、转向和回收等动作。
(a)载机轨迹设计
全部仿真过程总用时500秒，分为100个周期，每一周期持续5秒，每秒发射30次数据，全程总计15000个数据帧。将载机的运动分解为加速、起飞、巡航、转向、返航和减速降落，则每个步骤的持续周期如表1所示。
| 加速 | 起飞 | 巡航 | 转向 | 返航 | 减速降落 |
| 1-9周期 | 4-23周期 | 24-44周期 | 44-57周期 | 58-74周期 | 75-100周期 |
表1
载机在以起始点为原点的导航坐标系下飞行轨迹如图2所示。
(b)无人机轨迹设计
对于无人机的轨迹设计，是在计算无人机群的轨迹基础上，通过设计相对位置来进行解算的，而无人机群的轨迹是在载机轨迹基础上修改的。相比载机轨迹，无人机群轨迹会在第35-40周期减速，在第61-66周期加速，转向轨迹也做了相应修改，以达到远离载机和追赶载机的效果。
40架无人机被平均分配为两群，在飞行过程中，无人机会组成四种编队，依次是第32-35周期的三角形编队、第39-57周期的反三角形编队、第61-64周期的II字形编队和第68-69周期的方阵形编队。每种编队的前几位无人机相对坐标如
表2所示。
| 队形 | 一号无人机坐标 | 二号无人机坐标 | 三号无人机坐标 |
| 三角形 | (-21.00,-21.00,-3.27) | (-20.00,-20.00,-3.27) | (-19.00,-19.00,-3.27) |
| 反三角 | (-21.00,-2.00,-3.27) | (-20.00,-3.00,-3.27) | (-19.00,-4.00,-3.27) |
| II字形 | (-2.00,-3.00,-3.27) | (-2.00,-4.00,-3.27) | (-2.00,-5.00,-3.27) |
| 方阵形 | (-1.00,0.00,-3.27) | (-1.00,-1.00,-3.27) | (-1.00,-2.00,-3.27) |
表2
无人机编队的队形如图3所示。
将相对坐标代入到无人机群坐标进行计算后，一号无人机在以起始点为原点的导航坐标系下轨迹如图4所示。
在完成轨迹的设计后，程序还需要将相对坐标转换为经纬高，这就涉及到了不同坐标系之间的转换，包括：机体坐标系，地面坐标系，基坐标系以及地球经纬度坐标系。
在本发明的一些实施例中，数据通讯模块130通过用户数据报协议与三维显示模块140之间进行通信。
Flightgear(多平台飞行模拟器软件)支持并发多输入输出通讯连接，常用的应用层通讯协议包括通用(Generic)协议、多人通讯(Multiplay)协议和FGNetFDM协议等。
通用协议是一种能够通过编写.xml文件自定义数据结构的通讯协议。由于该协议的数据传输结构可以被较为容易地修改，因而该协议具有较好的可扩展性，与其它通讯协议相比，更常被用于各类项目的开发中。通过通用协议向属性树节点写入数据，可以准确地控制主飞行器位姿、人工智能飞行器(AI Aircraft)位姿和飞行器部件(Object)动作(Animation)状态。
通过通用协议，外部程序可以以标准套接字(Socket)通讯，通过UDP(UserDatagram Protocol，用户数据报协议)或者TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)发送数据到Flightgear程序中，从而控制程序中的飞行器运动。在这两种传输层协议中，UDP在传输前不确认连接是否可靠，只是将数据发向指定的端口，但可以进行多播和广播，且数据传输较为高效；而TCP连接则需要三次握手以保证连接的可靠性，但也因此损失了传输效率。考虑到本项目中所有通讯都是在本地进行，本次设计采用了UDP进行传输。
Flightgear附加命令行参数
在本项目的开发中，附加命令行参数开启2017.3.1版本Flightgear程序的方法有两种，一种是直接开启fgfs.exe可执行程序，选择飞行器和起飞位置，并在Settings(设置)选单的Additional Settings(额外设置)中添加命令行参数；另一种方法是建立一个*.bat批处理脚本文件，添加如下代码：
D:
cd D:\Program Files\FlightGear 2017.3.1
SET FG_ROOT＝D:\Program Files\FlightGear 2017.3.1\data
.\\bin\fgfs--enable-ai-models--callsign＝main--aircraft＝Y20--fdm＝null--airport＝PHNL--runway＝08L--altitude＝0--heading＝90--offset-distance＝0--offset-azimuth＝0--timeofday＝noon--disable-ai-traffic
其中第一行到第三行命令作用为进入Flightgear安装目录并设定数据目录，第四行命令作用为附加命令行参数启动可执行程序。
在本发明的一些实施例中，回收装置和无人机的部件动作包括：拦截网平移、绳索平移以及无人机挂钩旋转折叠。
依照需求，模型中的部分部件需要能够移动，完成特定动作。以挂钩为例，在载机起飞和巡航等阶段，挂钩需要收在机翼中，以避免对飞行产生不利影响，而在回收阶段，前排的10个挂钩和后排的10个挂钩需要分批放下、等待无人机挂载并重新收回机翼。为了完成这一动作，每一个挂钩都被分成了两个部件。上半部分的部件在AC3D(3D模型制作软件)中命名为Hook-T-X，下半部分的部件在AC3D中命名为Hook-B-X，其中X为挂钩编号。动作的添加则需要在飞行器模型路径下的/model/Y-20.xml文件中进行，其中Y-20为飞行器模型名称。
在该文件中的PropertyList元素中添加animation元素，其中type为该动作的类型，可以从rotate/translate/scale等动作中选择，分别表示旋转、平移和缩放。object-name为AC3D中为部件的命名。property为控制动作的变量。factor为比例因数。
当动作类型为旋转时，animation元素中可以添加offset-deg元素和axis元素，其中offset-deg为以角度为单位的偏移量，axis为旋转轴，该轴可以通过x1-m、y1-m、z1-m、x2-m、y2-m和z2-m元素定义轴端来确定。
当动作类型为平移时，animation元素中可以添加offset-m元素和axis元素，其中offset-m为以米为单位的偏移量，axis为平移方向，该方向可以通过x、y和z元素来确定。
当一个部件同时拥有两个动作时，需要注意animation元素在Y-20.xml文件中出现的顺序，在前的动作会先被触发。以Hook-B-X为例，该部件同时具有两个动作，跟随Hook-T-X的向上平移和以Hook-B-X下端点为轴的旋转。由于在动作发生时，轴也会随着部件移动，因此，在代码层面上，Hook-B-X需要先触发平移，再触发旋转，才能正常地完成需求的折叠动作。
如果动作需要较为复杂的运算，可以使用expression元素替代property元素。这一定义元素中可以包含各类型计算元素的嵌套，从而由节点数据计算得到需要的数值。以Hook-B-X为例，其平移量tB-X的计算式为
式中，x7为由/gear/gear[6]/compression-norm获取的控制量，则该平移量可以由嵌套计算得到。
除挂钩折叠动作以外，项目中其它的部件动作包括：固连运载箱箱门平移、空投箱箱门平移、空投箱降落伞缩放、无人机挂钩旋转折叠、拦截网平移和绳索平移。
在本发明的一些实施例中，三维显示模块140还用于在载机和无人机中切换视角，以及改变视角的视觉距离。
载机的三维模型使用运-20模型，无人机和空投箱的三维模型则使用AC3D手动绘制。根据任务要求，需要对运20模型进行修改，载机机翼下方需要添加挂钩等装置，机腹下方则需要添加阻拦网和舱门等装置。
在Flightgear显示主机之外的飞行器有两种方法，一种是通过Multiplay协议将其他Flightgear程序中的主机导入到当前Flightgear程序中，另一种是通过引入AI飞行器。由于Multiplay协议方案存在无人机渲染不同步和抖动等问题，因此设计最后采用了AI飞行器方案。
添加AI飞行器首先需要创建AI场景。在Flightgear的数据路径下打开AI文件夹，并创建一个wingman_UAV.xml文件。其中，name元素和description元素为场景名称和描述，entry元素为定义了AI飞行器的可重复元素，callsign元素为AI飞行器呼号，type元素为AI飞行器类型，在本项目中使用aircraft类型，model元素为AI飞行器使用的模型路径。创建场景后，为使飞行器出现在视景中，需要在Y-20-set.xml中引用该场景，具体方法是在sim元素中添加ai元素，并在其中再添加一个scenario元素，值为wingman_UAV。
完成场景的添加后，每次以Y-20为主机开启Flightgear，都会自动调用wingman_UAV场景，进而在视景中添加所需要的其它飞行器。AI飞行器的属性树节点位于/ai/models/aircraft[n]/路径下，具有位置节点、姿态节点和模型文件中添加的所有节点，因此，通过通用协议便可以对AI飞行器的位姿和部件状态进行控制。
在Flightgear中，使用者可以用X键调整视野场，从而拉近或推远与视点之间的视觉距离；也可以用V键在几个视角中切换，从而能够仔细观察某一目标。但是，Flightgear中默认的几个视角大部分是以载机为焦点，如果想要获得无人机或者空投箱的清晰视角，就必须添加自定义的视角。
打开模型路径下的Y-20-set.xml文件，在sim元素下添加view元素。其中，name元素是视角的名称，会在使用V键切换视角的时候显示。Type元素是视角的类型，由于需求中只需要关注特定对象，因此使用lookat即可。以eye为前缀的三个元素表示摄像机的位置，而三个offset则是摄像机位置偏置。以target为前缀的三个元素则表示摄像机的焦点位置。摄像机位置和焦点位置可以直接调用属性树中节点的数值，因此只需要在这六个元素中填入需观察飞行器的相应节点，并在偏置元素中填入合适的数值，即可达到从一定距离外观察飞行器的目的。
第二方面，参照图5，本发明实施例提供一种无人机集群回收仿真方法，包括以下步骤：
S210：根据预设飞行轨迹计算载机和无人机的位姿数据；
S220：获取装配于载机上的回收装置和无人机在无人机集群回收时的部件动作数据；
S230：基于载机和无人机的位姿数据，以及回收装置和无人机在无人机集群回收时的部件动作数据，显示载机、回收装置和无人机在回收时的三维模型。
无人机集群的回收设备包括载机和回收装置，载机搭载回收装置飞行，然后通过控制无人机集群碰撞回收装置，实现对无人机集群的回收。现将无人机集群的回收过程分为两部分，一部分为无人机集群与载机的相对运动，另一部分为无人机集群与回收装置的相对运动。本发明实施例通过获取无人机和载机的位姿数据和获取无人机和回收装置的部件动作数据，将上述数据合并以及进行三维化，能够模拟无人机集群在回收过程中无人机和载机的飞行轨迹和飞行动作，无人机和回收装置在碰撞时的部件动作，实现无人机集群回收仿真场景的三维化和可视化，方便研究人员对无人机集群回收技术进行研究。
另外，本申请还提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现：
如上述的无人机集群回收仿真方法。
处理器和存储器可以通过总线或者其他方式连接。
存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至该处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
需要说明的是，本实施例中的电子设备，可以应用为如图1所示实施例的系统架构中的电子设备，本实施例中的电子设备和如图1所示实施例的系统架构中的电子设备具有相同的发明构思，因此这些实施例具有相同的实现原理以及技术效果，此处不再详述。
实现上述实施例的无人机集群回收仿真方法所需的非暂态软件程序以及指令存储在存储器中，当被处理器执行时，执行上述实施例中的无人机集群回收仿真方法，例如，执行以上描述的图5中的方法步骤S210至步骤S230。
另外，本申请还提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于执行：
如上述的无人机集群回收仿真方法。
该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个处理器或控制器执行，例如，被上述电子设备实施例中的一个处理器执行，可使得上述处理器执行上述实施例中的无人机集群回收仿真方法，例如，执行以上描述的图5中的方法步骤S210至步骤S230。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储数据(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的数据并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何数据递送介质。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种无人机集群回收仿真系统，其特征在于，包括：
位姿获取模块，用于根据预设轨迹获取载机和无人机的位姿数据，其中，所述位姿获取模块包括：
轨迹获取单元，用于获取所述载机的多个飞行步骤和所述载机每一飞行步骤对应的持续时间，以及获取所述无人机的多个飞行步骤和所述无人机每一飞行步骤对应的持续时间，并根据所述载机的多个飞行步骤和每一飞行步骤对应的持续时间，以及所述无人机的多个飞行步骤和每一飞行步骤对应的持续时间，计算出所述载机和所述无人机的预设轨迹；
位姿获取单元，用于根据所述载机和所述无人机的预设轨迹计算所述载机和所述无人机的位姿数据；
存储单元，用于保存所述载机和所述无人机的位姿数据；
部件动作获取模块，用于获取装配于所述载机上的回收装置和所述无人机在无人机集群回收时的部件动作数据，其中，所述回收装置和所述无人机的部件动作包括拦截网平移、绳索平移以及无人机挂钩旋转折叠；
数据通讯模块，与所述位姿获取模块和所述部件动作获取模块电连接，用于将所述载机和所述无人机的位姿数据，以及所述回收装置和所述无人机在无人机集群回收时的部件动作数据，传输给三维显示模块，通过用户数据报协议与所述三维显示模块之间进行通信；
三维显示模块，与所述数据通讯模块通信连接，用于根据所述载机和所述无人机的位姿数据，以及所述回收装置和所述无人机在无人机集群回收时的部件动作数据，显示所述载机、所述回收装置和所述无人机在回收时的三维模型，还用于在所述载机和所述无人机中切换视角，以及改变视角的视觉距离。
2.一种无人机集群回收仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据预设飞行轨迹计算载机和无人机的位姿数据，具体为：
获取所述载机的多个飞行步骤和所述载机每一飞行步骤对应的持续时间，以及获取所述无人机的多个飞行步骤和所述无人机每一飞行步骤对应的持续时间，并根据所述载机的多个飞行步骤和每一飞行步骤对应的持续时间，以及所述无人机的多个飞行步骤和每一飞行步骤对应的持续时间，计算出所述载机和所述无人机的预设轨迹；
根据所述载机和所述无人机的预设轨迹计算所述载机和所述无人机的位姿数据，具体为：
获取所述载机的多个飞行步骤和所述载机每一飞行步骤对应的持续时间，以及获取所述无人机的多个飞行步骤和所述无人机每一飞行步骤对应的持续时间，并根据所述载机的多个飞行步骤和每一飞行步骤对应的持续时间，以及所述无人机的多个飞行步骤和每一飞行步骤对应的持续时间，计算出所述载机和所述无人机的预设轨迹；
根据所述载机和所述无人机的预设轨迹计算所述载机和所述无人机的位姿数据；
保存所述载机和所述无人机的位姿数据；
获取装配于所述载机上的回收装置和所述无人机在无人机集群回收时的部件动作数据；
基于所述载机和所述无人机的位姿数据，以及所述回收装置和所述无人机在无人机集群回收时的部件动作数据，显示所述载机、所述回收装置和所述无人机在回收时的三维模型。
3.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在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：
如权利要求2所述的无人机集群回收仿真方法。
4.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行：
如权利要求2所述的无人机集群回收仿真方法。
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