CN114371733B - 一种多无人机协同环绕飞行控制方法及系统 - Google Patents

一种多无人机协同环绕飞行控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种多无人机协同环绕飞行控制方法及系统。所述方法包括：获取预设环绕飞行的周期、当前时刻、基准时刻和无人机群中各无人机当前时刻的计算参数；计算参数包括：飞行速度、与设定无人机的相对飞行相位、相位、与环绕飞行中心的距离、飞行航向；无人机群中各无人机之间存在协同环绕飞行的关系；根据预设环绕飞行的周期、当前时刻、基准时刻和无人机群中各无人机当前时刻的计算参数计算各无人机下一时刻的航向角速度，根据各无人机下一时刻的航向角速度控制各无人机之间协同环绕飞行。本发明可以有效解决协同环绕的问题，使多无人机在环绕速度相同或相近时，无人机间的相对相位关系可控，提高协同率。

Description

一种多无人机协同环绕飞行控制方法及系统
技术领域
本发明涉及无人机飞行控制技术领域，特别是涉及一种多无人机协同环绕飞行控制方法及系统。
背景技术
多无人机系统的协同控制近年来备受青睐，得益于系统执行任务的效率和成功率，其基本思想是通过多无人机系统内部相互补充，互相协调，从而提升无人机整体作战效能，实现1+1>2的目的。
固定翼无人机对地面目标的持续侦查主要通过环绕其飞行并利用机载侦查设备实现，多无人机同时环绕侦查可实现对目标同时侦察和多角度、多次数侦察以提高侦察信息的可信度，扩大侦察范围。
但是当多无人机同时对已知目标进行环绕飞行时，就存在协同环绕问题，如果各无人机之间的协同出现问题那么必定会对侦察结果产生影响，所以需要一种用于多无人机协同环绕飞行的控制方法来解决协同环绕问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种多无人机协同环绕飞行控制方法及系统，可以有效解决协同环绕的问题，使多无人机在环绕速度相同或相近时，无人机间的相对相位关系可控，提高协同率。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种多无人机协同环绕飞行控制方法，包括：
获取预设环绕飞行的周期、当前时刻、基准时刻和无人机群中各无人机当前时刻的计算参数；所述计算参数包括：飞行速度、与设定无人机的相对飞行相位、相位、与环绕飞行中心的距离、飞行航向；所述无人机群中各无人机之间存在协同环绕飞行的关系；
根据所述预设环绕飞行的周期、所述当前时刻、所述基准时刻和所述无人机群中各无人机当前时刻的计算参数计算各所述无人机下一时刻的航向角速度，根据各所述无人机下一时刻的航向角速度控制各所述无人机之间协同环绕飞行。
可选的，所述根据所述预设环绕飞行的周期、所述当前时刻、所述基准时刻和所述无人机群中各无人机当前时刻的计算参数计算各所述无人机下一时刻的航向角速度，具体包括：
根据所述预设环绕飞行的周期、所述当前时刻、所述基准时刻、各所述无人机当前时刻的飞行速度、当前时刻与设定无人机的相对飞行相位、当前时刻的相位计算各所述无人机下一时刻的环绕飞行参考半径；
根据各所述无人机当前时刻的相位、当前时刻与环绕飞行中心的距离和下一时刻的环绕飞行参考半径计算各所述无人机下一时刻的环绕飞行参考航向；
根据各所述无人机下一时刻的环绕飞行参考航向、当前时刻的飞行航向、下一时刻的环绕飞行参考半径和当前时刻的飞行速度计算各所述无人机下一时刻的航向角速度。
可选的，所述根据所述预设环绕飞行的周期、所述当前时刻、所述基准时刻、各所述无人机当前时刻的飞行速度、当前时刻与设定无人机的相对飞行相位、当前时刻的相位计算各所述无人机下一时刻的环绕飞行参考半径，具体包括：
根据所述预设环绕飞行的周期和各所述无人机当前时刻的飞行速度计算各所述无人机下一时刻的环绕飞行理想半径；
根据所述预设环绕飞行的周期、所述当前时刻、所述基准时刻、各所述无人机当前时刻与设定无人机的相对飞行相位和当前时刻的相位计算各所述无人机下一时刻的飞行相位差；
根据各所述无人机下一时刻的飞行相位差和下一时刻的环绕飞行理想半径计算各所述无人机下一时刻的环绕飞行参考半径。
可选的，所述根据所述预设环绕飞行的周期、所述当前时刻、所述基准时刻、各所述无人机当前时刻与设定无人机的相对飞行相位和当前时刻的相位计算各所述无人机下一时刻的飞行相位差，具体包括：
根据所述当前时刻和所述基准时刻计算当前时间差；
根据所述预设环绕飞行的周期、所述当前时间差、各所述无人机当前时刻与设定无人机的相对飞行相位和当前时刻的相位计算各所述无人机下一时刻的飞行相位差。
一种多无人机协同环绕飞行控制系统，包括：
获取模块，用于获取预设环绕飞行的周期、当前时刻、基准时刻和无人机群中各无人机当前时刻的计算参数；所述计算参数包括：飞行速度、与设定无人机的相对飞行相位、相位、与环绕飞行中心的距离、飞行航向；所述无人机群中各无人机之间存在协同环绕飞行的关系；
航向角速度确定模块，用于根据所述预设环绕飞行的周期、所述当前时刻、所述基准时刻和所述无人机群中各无人机当前时刻的计算参数计算各所述无人机下一时刻的航向角速度，根据各所述无人机下一时刻的航向角速度控制各所述无人机之间协同环绕飞行。
可选的，所述航向角速度确定模块，具体包括：
环绕飞行参考半径确定子模块，用于根据所述预设环绕飞行的周期、所述当前时刻、所述基准时刻、各所述无人机当前时刻的飞行速度、当前时刻与设定无人机的相对飞行相位、当前时刻的相位计算各所述无人机下一时刻的环绕飞行参考半径；
环绕飞行参考航向确定子模块，用于根据各所述无人机当前时刻的相位、当前时刻与环绕飞行中心的距离和下一时刻的环绕飞行参考半径计算各所述无人机下一时刻的环绕飞行参考航向；
航向角速度确定子模块，用于根据各所述无人机下一时刻的环绕飞行参考航向、当前时刻的飞行航向、下一时刻的环绕飞行参考半径和当前时刻的飞行速度计算各所述无人机下一时刻的航向角速度。
可选的，所述环绕飞行参考半径确定子模块，具体包括：
环绕飞行理想半径确定单元，用于根据所述预设环绕飞行的周期和各所述无人机当前时刻的飞行速度计算各所述无人机下一时刻的环绕飞行理想半径；
飞行相位差确定单元，用于根据所述预设环绕飞行的周期、所述当前时刻、所述基准时刻、各所述无人机当前时刻与设定无人机的相对飞行相位和当前时刻的相位计算各所述无人机下一时刻的飞行相位差；
环绕飞行参考半径确定单元，用于根据各所述无人机下一时刻的飞行相位差和下一时刻的环绕飞行理想半径计算各所述无人机下一时刻的环绕飞行参考半径。
可选的，所述飞行相位差确定单元，具体包括：
当前时间差确定子单元，用于根据所述当前时刻和所述基准时刻计算当前时间差；
飞行相位差确定子单元，用于根据所述预设环绕飞行的周期、所述当前时间差、各所述无人机当前时刻与设定无人机的相对飞行相位和当前时刻的相位计算各所述无人机下一时刻的飞行相位差。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明根据预设环绕飞行的周期、当前时刻、基准时刻和无人机群中各无人机当前时刻的计算参数计算各无人机下一时刻的航向角速度，根据各无人机下一时刻的航向角速度控制各无人机之间协同环绕飞行，可以使多无人机在环绕速度相同或相近时，无人机间的相对相位关系可控，提高协同率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种多无人机协同环绕飞行控制方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的飞行相位关系图；
图3为应用本发明实施例提供的多无人机协同环绕飞行控制方法在山东省栖霞市某通用航空机场进行实验的实验结果图。
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。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明实施例提供的多无人机协同环绕飞行控制方法，包括：
步骤101：获取预设环绕飞行的周期、当前时刻、基准时刻和无人机群中各无人机当前时刻的计算参数；所述计算参数包括：飞行速度、与设定无人机的相对飞行相位、相位、与环绕飞行中心的距离、飞行航向。所述无人机群中各无人机之间存在协同环绕飞行的关系。
步骤102：根据所述预设环绕飞行的周期、所述当前时刻、所述基准时刻和所述无人机群中各无人机当前时刻的计算参数计算各所述无人机下一时刻的航向角速度，根据各所述无人机下一时刻的航向角速度控制各所述无人机之间协同环绕飞行。
在实际应用中，步骤102具体包括：
步骤201：根据所述预设环绕飞行的周期、所述当前时刻、所述基准时刻、各所述无人机当前时刻的飞行速度、当前时刻与设定无人机的相对飞行相位、当前时刻的相位计算各所述无人机下一时刻的环绕飞行参考半径。
步骤202：根据各所述无人机当前时刻的相位、当前时刻与环绕飞行中心的距离和下一时刻的环绕飞行参考半径计算各所述无人机下一时刻的环绕飞行参考航向。
步骤203：根据各所述无人机下一时刻的环绕飞行参考航向、当前时刻的飞行航向、下一时刻的环绕飞行参考半径和当前时刻的飞行速度计算各所述无人机下一时刻的航向角速度。
在实际应用中，步骤201具体包括：
步骤301：根据所述预设环绕飞行的周期和各所述无人机当前时刻的飞行速度计算各所述无人机下一时刻的环绕飞行理想半径。
步骤302：根据所述预设环绕飞行的周期、所述当前时刻、所述基准时刻、各所述无人机当前时刻与设定无人机的相对飞行相位和当前时刻的相位计算各所述无人机下一时刻的飞行相位差。
步骤303：根据各所述无人机下一时刻的飞行相位差和下一时刻的环绕飞行理想半径计算各所述无人机下一时刻的环绕飞行参考半径。
步骤202具体为：根据公式(1)计算无人机下一时刻的环绕飞行参考航向
其中，ψdi为第i架无人机下一时刻的环绕飞行参考航向，φi表示第i架无人机当前时刻的相位，±号和环绕飞行方向有关，正对应顺时针方向飞行，负对应逆时针方向飞行，Kp为系数是一个正的常数，di表示第i架无人机当前时刻与环绕飞行中心的距离，ri为第i架无人机下一时刻的环绕飞行参考半径。
步骤203具体为：根据公式(2)计算无人机下一时刻的航向角速度。
其中，ωi为第i架无人机下一时刻的航向角速度，vi为第i架无人机当前时刻的飞行速度，ri为第i架无人机下一时刻的环绕飞行参考半径，Kψ为系数，是一个正的常数，ψdi为第i架无人机下一时刻的环绕飞行参考航向，ψi为第i架无人机当前时刻的飞行航向。
步骤301具体为：根据公式(3)计算无人机下一时刻的环绕飞行理想半径。
其中，ρi为第i架无人机下一时刻的环绕飞行理想半径，T为无人机预设环绕飞行的周期(单位秒，取整数)，vi为第i架无人机当前时刻的飞行速度。
在实际应用中，步骤302：具体包括：
步骤401：根据所述当前时刻和所述基准时刻计算当前时间差。
步骤402：根据所述预设环绕飞行的周期、所述当前时间差、各所述无人机当前时刻与设定无人机的相对飞行相位和当前时刻的相位计算各所述无人机下一时刻的飞行相位差。
步骤303具体为：根据公式(4)计算无人机下一时刻的环绕飞行参考半径。
ri＝ρi-KφΔφi (4)
其中，ri为第i架无人机下一时刻的环绕飞行参考半径，ρi为第i架无人机下一时刻的环绕飞行理想半径，Kφ为系数是一个正的常数，Δφi为第i架无人机下一时刻的飞行相位差。
步骤402具体包括：根据公式(5)计算无人机下一时刻的飞行相位差。
Δφi＝(Δt mod T)/T*2π-Φi-φi (5)
其中，Δφi为第i架无人机下一时刻的飞行相位差，Δt当前时间差(单位秒，取整数)，mod表示整除后取余数，T为预设环绕飞行的周期(单位秒，取整数)，Φi为第i架无人机当前时刻与设定无人机的相对飞行相位，φi表示第i架无人机当前时刻的相位，Δφi∈(-π,π]，如果(5)式原始计算得到的Δφi不在此区间，通过加减2π的整数倍到此区间。
本发明实施例还提供了一种与上述方法对应的多无人机协同环绕飞行控制系统，所述系统包括：
获取模块，用于获取预设环绕飞行的周期、当前时刻、基准时刻和无人机群中各无人机当前时刻的计算参数；所述计算参数包括：飞行速度、与设定无人机的相对飞行相位、相位、与环绕飞行中心的距离、飞行航向；所述无人机群中各无人机之间存在协同环绕飞行的关系。
航向角速度确定模块，用于根据所述预设环绕飞行的周期、所述当前时刻、所述基准时刻和所述无人机群中各无人机当前时刻的计算参数计算各所述无人机下一时刻的航向角速度，根据各所述无人机下一时刻的航向角速度控制各所述无人机之间协同环绕飞行。
作为一种可选的实施方式，所述航向角速度确定模块，具体包括：
环绕飞行参考半径确定子模块，用于根据所述预设环绕飞行的周期、所述当前时刻、所述基准时刻、各所述无人机当前时刻的飞行速度、当前时刻与设定无人机的相对飞行相位、当前时刻的相位计算各所述无人机下一时刻的环绕飞行参考半径。
环绕飞行参考航向确定子模块，用于根据各所述无人机当前时刻的相位、当前时刻与环绕飞行中心的距离和下一时刻的环绕飞行参考半径计算各所述无人机下一时刻的环绕飞行参考航向。
航向角速度确定子模块，用于根据各所述无人机下一时刻的环绕飞行参考航向、当前时刻的飞行航向、下一时刻的环绕飞行参考半径和当前时刻的飞行速度计算各所述无人机下一时刻的航向角速度。
作为一种可选的实施方式，所述环绕飞行参考半径确定子模块，具体包括：
环绕飞行理想半径确定单元，用于根据所述预设环绕飞行的周期和各所述无人机当前时刻的飞行速度计算各所述无人机下一时刻的环绕飞行理想半径。
飞行相位差确定单元，用于根据所述预设环绕飞行的周期、所述当前时刻、所述基准时刻、各所述无人机当前时刻与设定无人机的相对飞行相位和当前时刻的相位计算各所述无人机下一时刻的飞行相位差。
环绕飞行参考半径确定单元，用于根据各所述无人机下一时刻的飞行相位差和下一时刻的环绕飞行理想半径计算各所述无人机下一时刻的环绕飞行参考半径。
作为一种可选的实施方式，所述飞行相位差确定单元，具体包括：
当前时间差确定子单元，用于根据所述当前时刻和所述基准时刻计算当前时间差。
飞行相位差确定子单元，用于根据所述预设环绕飞行的周期、所述当前时间差、各所述无人机当前时刻与设定无人机的相对飞行相位和当前时刻的相位计算各所述无人机下一时刻的飞行相位差。
本发明实施例还提供了一种更具体的多无人机协同环绕飞行控制方法，大体步骤为：各无人机基于各自的时间差和相对相位确定相位差，根据相位差确定环绕飞行参考半径，根据飞行参考半径确定飞行参考航向，最后根据参考航向确定无人机航向角速度用于控制无人机飞行，具体步骤为：
S1、获取无人机预设环绕飞行的周期T(单位秒，取整数)，无人机当前时刻的飞行速度vi，并根据公式(3)计算无人机环绕飞行理想半径ρi。
S2、获取第i架无人机当前时刻与设定无人机的相对飞行相位Φi、第i架无人机当前时刻的相位φi、根据当前时间差Δt(单位秒，取整数)，即无人机当前时间与基准时间(之前某约定时间)的差，根据Δt、Φi、φi、T和公式(5)计算第i架无人机的飞行相位差Δφi，飞行相位关系如图2所示，图中UAV1和UAV2分别为环绕飞行中的无人机1和无人机2，φ1、φ2表示无人机1和无人机2的实时相位，其表示无人机环绕飞行时与绕飞中心连线与北向夹角，正北时为0°，顺时针0°～360°。Φi表示协同环绕的相对相位，比如要求UAV2的相位一直领先UAV1120°，可取Φ1为0°，Φ2为120°。
S3、根据ρi、Δφi和公式(4)计算无人机下一时刻的环绕飞行参考半径ri。
S4、获取第i架无人机当前时刻与环绕飞行中心的距离di，根据φi、di、ri和公式(1)计算第i架无人机下一时刻的环绕飞行参考航向ψdi。
S5、获取第i架无人机当前时刻的飞行航向ψi，根据ψi、vi、ri、ψdi和公式(2)计算航向角速度，控制无人机沿航向角速度飞行，实现多机协同环绕飞行。
为验证本发明提供的多无人机协同环绕飞行控制方法在多无人机协同环绕飞行中的效果，本实施例进行三无人机飞行实验，各无人机飞行速度v为15m/s，要求无人机环绕某已知经纬度地点飞行，环绕周期为30s，该地点位于山东省栖霞市某通用航空机场，三无人机相对相位为0°、120°、240°，也即相互相差120°，实例中Kφ、Kp、Kψ分别取值为20，2，0.5，实例中各无人机时间差取无人机GPS时间。飞行效果如图3所示
图3为无人机实际飞行中记录的飞行数据通过软件回放得到的部分轨迹截图，图中为其中一架无人机，实例中描述为UAV3，图中3架无人机均环绕“圆圈”飞行，图中(a)，(b)，(c)三幅图显示了UAV3位于不用位置时三架无人机的位置关系，在飞行中三架无人机基本保持相位互差120°。验证了本方法的有效性。
本发明可以解决协同环绕中无人机相位保持问题，使多无人机在环绕速度相同或相近时，无人机间的相对相位关系可控，提高协同率。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (2)

1.一种多无人机协同环绕飞行控制方法，其特征在于，包括：
获取预设环绕飞行的周期、当前时刻、基准时刻和无人机群中各无人机当前时刻的计算参数；所述计算参数包括：飞行速度、与设定无人机的相对飞行相位、相位、与环绕飞行中心的距离、飞行航向；所述无人机群中各无人机之间存在协同环绕飞行的关系；
根据所述预设环绕飞行的周期、所述当前时刻、所述基准时刻和所述无人机群中各无人机当前时刻的计算参数计算各所述无人机下一时刻的航向角速度，根据各所述无人机下一时刻的航向角速度控制各所述无人机之间协同环绕飞行；
所述根据所述预设环绕飞行的周期、所述当前时刻、所述基准时刻和所述无人机群中各无人机当前时刻的计算参数计算各所述无人机下一时刻的航向角速度，具体包括：
根据所述预设环绕飞行的周期、所述当前时刻、所述基准时刻、各所述无人机当前时刻的飞行速度、当前时刻与设定无人机的相对飞行相位、当前时刻的相位计算各所述无人机下一时刻的环绕飞行参考半径；
根据各所述无人机当前时刻的相位、当前时刻与环绕飞行中心的距离和下一时刻的环绕飞行参考半径计算各所述无人机下一时刻的环绕飞行参考航向；
根据各所述无人机下一时刻的环绕飞行参考航向、当前时刻的飞行航向、下一时刻的环绕飞行参考半径和当前时刻的飞行速度计算各所述无人机下一时刻的航向角速度；
所述根据所述预设环绕飞行的周期、所述当前时刻、所述基准时刻、各所述无人机当前时刻的飞行速度、当前时刻与设定无人机的相对飞行相位、当前时刻的相位计算各所述无人机下一时刻的环绕飞行参考半径，具体包括：
根据所述预设环绕飞行的周期和各所述无人机当前时刻的飞行速度计算各所述无人机下一时刻的环绕飞行理想半径；
根据所述预设环绕飞行的周期、所述当前时刻、所述基准时刻、各所述无人机当前时刻与设定无人机的相对飞行相位和当前时刻的相位计算各所述无人机下一时刻的飞行相位差；
根据各所述无人机下一时刻的飞行相位差和下一时刻的环绕飞行理想半径计算各所述无人机下一时刻的环绕飞行参考半径；根据公式ri＝ρi-KφΔφi计算无人机下一时刻的环绕飞行参考半径，其中，ri为第i架无人机下一时刻的环绕飞行参考半径，ρi为第i架无人机下一时刻的环绕飞行理想半径，Kφ为系数，Δφi为第i架无人机下一时刻的飞行相位差；
所述根据所述预设环绕飞行的周期、所述当前时刻、所述基准时刻、各所述无人机当前时刻与设定无人机的相对飞行相位和当前时刻的相位计算各所述无人机下一时刻的飞行相位差，具体包括：
根据所述当前时刻和所述基准时刻计算当前时间差；
根据所述预设环绕飞行的周期、所述当前时间差、各所述无人机当前时刻与设定无人机的相对飞行相位和当前时刻的相位计算各所述无人机下一时刻的飞行相位差；根据公式Δφi＝(ΔtmodT)/T*2π-Φi-φi计算无人机下一时刻的飞行相位差，其中，Δt当前时间差，mod表示整除后取余数，T为预设环绕飞行的周期，Φi为第i架无人机当前时刻与设定无人机的相对飞行相位，φi表示第i架无人机当前时刻的相位。
2.一种多无人机协同环绕飞行控制系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取预设环绕飞行的周期、当前时刻、基准时刻和无人机群中各无人机当前时刻的计算参数；所述计算参数包括：飞行速度、与设定无人机的相对飞行相位、相位、与环绕飞行中心的距离、飞行航向；所述无人机群中各无人机之间存在协同环绕飞行的关系；
航向角速度确定模块，用于根据所述预设环绕飞行的周期、所述当前时刻、所述基准时刻和所述无人机群中各无人机当前时刻的计算参数计算各所述无人机下一时刻的航向角速度，根据各所述无人机下一时刻的航向角速度控制各所述无人机之间协同环绕飞行；
所述航向角速度确定模块，具体包括：
环绕飞行参考半径确定子模块，用于根据所述预设环绕飞行的周期、所述当前时刻、所述基准时刻、各所述无人机当前时刻的飞行速度、当前时刻与设定无人机的相对飞行相位、当前时刻的相位计算各所述无人机下一时刻的环绕飞行参考半径；
环绕飞行参考航向确定子模块，用于根据各所述无人机当前时刻的相位、当前时刻与环绕飞行中心的距离和下一时刻的环绕飞行参考半径计算各所述无人机下一时刻的环绕飞行参考航向；
航向角速度确定子模块，用于根据各所述无人机下一时刻的环绕飞行参考航向、当前时刻的飞行航向、下一时刻的环绕飞行参考半径和当前时刻的飞行速度计算各所述无人机下一时刻的航向角速度；
所述环绕飞行参考半径确定子模块，具体包括：
环绕飞行理想半径确定单元，用于根据所述预设环绕飞行的周期和各所述无人机当前时刻的飞行速度计算各所述无人机下一时刻的环绕飞行理想半径；
飞行相位差确定单元，用于根据所述预设环绕飞行的周期、所述当前时刻、所述基准时刻、各所述无人机当前时刻与设定无人机的相对飞行相位和当前时刻的相位计算各所述无人机下一时刻的飞行相位差；
环绕飞行参考半径确定单元，用于根据各所述无人机下一时刻的飞行相位差和下一时刻的环绕飞行理想半径计算各所述无人机下一时刻的环绕飞行参考半径；根据公式ri＝ρi-KφΔφi计算无人机下一时刻的环绕飞行参考半径，其中，ri为第i架无人机下一时刻的环绕飞行参考半径，ρi为第i架无人机下一时刻的环绕飞行理想半径，Kφ为系数，Δφi为第i架无人机下一时刻的飞行相位差；
所述飞行相位差确定单元，具体包括：
当前时间差确定子单元，用于根据所述当前时刻和所述基准时刻计算当前时间差；
飞行相位差确定子单元，用于根据所述预设环绕飞行的周期、所述当前时间差、各所述无人机当前时刻与设定无人机的相对飞行相位和当前时刻的相位计算各所述无人机下一时刻的飞行相位差；根据公式Δφi＝(ΔtmodT)/T*2π-Φi-φi计算无人机下一时刻的飞行相位差，其中，Δt当前时间差，mod表示整除后取余数，T为预设环绕飞行的周期，Φi为第i架无人机当前时刻与设定无人机的相对飞行相位，φi表示第i架无人机当前时刻的相位。
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