CN116880573B - 载弹无人机与探测无人机的协同控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及多类型无人机集群协同控制技术领域，具体公开了一种载弹无人机与探测无人机的协同控制方法及系统，方法包括：接收探测无人机在第一时刻获取的至少一个环境变量的第一数据信息；将第一数据信息实时传送至载弹无人机内设置的控制装置，由所述控制装置的处理模块进行处理，本申请通过利用一个探测无人机来对载弹无人机来进行引导，相对于载弹无人机来讲，探测无人机更具高空优势和隐蔽性，能够识别出包括可疑目标、天气突变状况以及障碍物，能够为载弹无人机或者载弹无人机群提供飞行控制引导，还能通过提供飞行控制引导来实现对载弹无人机或者载弹无人机群进行紧急避险，保证载弹无人机或者载弹无人机群的飞行安全。
Description
技术领域
本发明涉及一种多类型无人机集群协同控制技术领域，具体的涉及一种载弹无人机与探测无人机的协同控制方法及系统。
背景技术
在对载弹无人机进行引导控制时，传统的手段是通过远程控制，且一般都是由一个人控制一架载弹无人机，这对于单一载弹无人机或者少数几个载弹无人机协同作业时是完全可以完成的，但是对于载弹无人机群控制时，传统的控制方法很难胜任。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种载弹无人机与探测无人机的协同控制方法及系统。
为实现上述目的，本发明提供了一种载弹无人机与探测无人机的协同控制方法，包括：接收探测无人机在第一时刻获取的至少一个环境变量的第一数据信息；
将第一数据信息实时传送至载弹无人机内设置的控制装置，由所述控制装置的处理模块完成如下操作：
S1:根据所述第一数据信息来对当前载弹无人机的飞行路线进行调控；
S2:将所述第一数据信息输送至预测模型，所述预测模型根据第一数据信息来确定至少一个反映载弹无人机环境变量在第二时刻的预测数据信息；
S3:接收探测无人机在第二时刻获取的至少一个环境变量的第二数据信息；将反映载弹无人机至少一个环境变量在第二时刻的预测数据信息与所述第二数据信息进行比较，以判断至少一个环境变量是否发生变化；
S4:根据比较结果，来选择在未来多个时刻内对载弹无人机的控制方式。
进一步地，判断至少一个环境变量是否发生变化，是通过将反映载弹无人机至少一个环境变量在第二时刻的预测数据信息与所述第二数据信息使用相同运算单位进行数据模拟后进行差值运算，判断差值是否超出设定的基准阈值，若超出，则认为环境变量发生变化，若没有超出，则认为环境变量未发生改变。
进一步地，以第一时刻为基准，重复步骤S1至S3，得到以时间作为参考的多个比较结果，通过对多个比较结果中一个或者连续的几个进行综合模拟，来选择在未来多个时刻内对载弹无人机的控制方式。
进一步地，来选择在未来多个时刻内对载弹无人机的控制方式包括：
由步骤S4中根据对多个比较结果中一个或者连续的几个进行综合模拟，若任意一个环境变量没有发生变化，则由载弹无人机自主设定的控制方式来对载弹无人机进行飞行控制；
或，由步骤S4中根据对多个比较结果中一个或者连续的几个进行综合模拟，若任意一个环境变量发生变化，且变化未超出载弹无人机自主可控的容限范围，则根据环境变量的变化在控制库中调用对应的预设方案来对载弹无人机进行飞行控制；
或，由步骤S4中根据对多个比较结果中一个或者连续的几个进行综合模拟，若任意一个环境变量发生变化，且变化超出载弹无人机自主可控的容限范围，则载弹无人机与探测无人机进行实时通讯，由探测无人机引导载弹无人机的飞行控制。
进一步地，由探测无人机引导载弹无人机的飞行控制包括：
探测无人机根据在第二时刻获取的至少一个环境变量的第二数据信息来制定一个飞行路线，并将所述飞行路线发送至载弹无人机，载弹无人机根据所述飞行路线来进行飞行控制；
和/或，探测无人机根据在第二时刻获取的至少一个环境变量的第二数据信息来获取至少一个引导载弹无人机的飞行控制的目标坐标，将所述目标坐标发送至载弹无人机，载弹无人机根据所述目标坐标来制定飞行路线以指导飞行控制；
和/或，探测无人机根据在第二时刻获取的至少一个环境变量的第二数据信息并实时向所述载弹无人机发送位置数据，所述载弹无人机根据位置数据对探测无人机进行追踪，通过引导载弹无人机对探测无人机进行追踪来对载弹无人机进行飞行控制。
进一步地，所述环境变量包括：
由探测无人机识别并获取的飞行前进方向的障碍物；
由探测无人机识别出的可疑目标；
由探测无人机获取的气象数据信息。
进一步地，相同的环境变量使用相同运算单位进行数据模拟。
本发明还提供了一种载弹无人机与探测无人机的协同控制系统，包括：
探测无人机，与探测无人机组网的至少一个载弹无人机；
所述探测无人机用于按设定的时间周期获取至少一个环境变量的第一数据信息，将第一数据信息实时传送至载弹无人机内设置的控制装置，由所述控制装置内设置的处理模块进行处理，其中，所述处理模块被配置成：
S1:根据所述第一数据信息来对当前载弹无人机的飞行路线进行调控；
S2:将所述第一数据信息输送至预测模型，所述预测模型根据第一数据信息来确定至少一个反映载弹无人机环境变量在第二时刻的预测数据信息；
S3:接收探测无人机在第二时刻获取的至少一个环境变量的第二数据信息；将反映载弹无人机至少一个环境变量在第二时刻的预测数据信息与所述第二数据信息进行比较，以判断至少一个环境变量是否发生变化；
S4:根据比较结果，来选择在未来多个时刻内对载弹无人机的控制方式。
进一步地，所述载弹无人机的控制模块具有同步控制单元，该同步控制单元具有向探测无人机设置的控制权限。
进一步地，所述预测模型至少具有：
对飞行前进方向的障碍物进行识别与测距的第一预测单元；
对可疑目标进行识别与测距的第二预测单元；
对天气进行识别与预测的第三预测单元。
本申请通过利用一个探测无人机来对载弹无人机来进行引导，相对于载弹无人机来讲，探测无人机更具高空优势和隐蔽性，能够识别出包括可疑目标、天气突变状况以及障碍物，能够为载弹无人机或者载弹无人机群提供飞行控制引导，还能通过提供飞行控制引导来实现对载弹无人机或者载弹无人机群进行紧急避险，保证载弹无人机或者载弹无人机群的飞行安全。
附图说明
图1为本发明的方法流程图；
图2为本发明的系统框架原理图。
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。
参照图1至图2，为实现上述目的，本发明提供了一种载弹无人机与探测无人机的协同控制方法，包括：接收探测无人机在第一时刻获取的至少一个环境变量的第一数据信息；
将第一数据信息实时传送至载弹无人机内设置的控制装置，由所述控制装置的处理模块完成如下操作：
S1:根据所述第一数据信息来对当前载弹无人机的飞行路线进行调控；
S2:将所述第一数据信息输送至预测模型，所述预测模型根据第一数据信息来确定至少一个反映载弹无人机环境变量在第二时刻的预测数据信息；
S3:接收探测无人机在第二时刻获取的至少一个环境变量的第二数据信息；将反映载弹无人机至少一个环境变量在第二时刻的预测数据信息与所述第二数据信息进行比较，以判断至少一个环境变量是否发生变化；
S4:根据比较结果，来选择在未来多个时刻内对载弹无人机的控制方式。
进一步地，判断至少一个环境变量是否发生变化，是通过将反映载弹无人机至少一个环境变量在第二时刻的预测数据信息与所述第二数据信息使用相同运算单位进行数据模拟后进行差值运算，判断差值是否超出设定的基准阈值，若超出，则认为环境变量发生变化，若没有超出，则认为环境变量未发生改变。
进一步地，以第一时刻为基准，重复步骤S1至S3，得到以时间作为参考的多个比较结果，通过对多个比较结果中一个或者连续的几个进行综合模拟，来选择在未来多个时刻内对载弹无人机的控制方式。
进一步地，来选择在未来多个时刻内对载弹无人机的控制方式包括：
由步骤S4中根据对多个比较结果中一个或者连续的几个进行综合模拟，若任意一个环境变量没有发生变化，则由载弹无人机自主设定的控制方式来对载弹无人机进行飞行控制；
或，由步骤S4中根据对多个比较结果中一个或者连续的几个进行综合模拟，若任意一个环境变量发生变化，且变化未超出载弹无人机自主可控的容限范围，则根据环境变量的变化在控制库中调用对应的预设方案来对载弹无人机进行飞行控制；
或，由步骤S4中根据对多个比较结果中一个或者连续的几个进行综合模拟，若任意一个环境变量发生变化，且变化超出载弹无人机自主可控的容限范围，则载弹无人机与探测无人机进行实时通讯，由探测无人机引导载弹无人机的飞行控制。
进一步地，由探测无人机引导载弹无人机的飞行控制包括：
探测无人机根据在第二时刻获取的至少一个环境变量的第二数据信息来制定一个飞行路线，并将所述飞行路线发送至载弹无人机，载弹无人机根据所述飞行路线来进行飞行控制；
和/或，探测无人机根据在第二时刻获取的至少一个环境变量的第二数据信息来获取至少一个引导载弹无人机的飞行控制的目标坐标，将所述目标坐标发送至载弹无人机，载弹无人机根据所述目标坐标来制定飞行路线以指导飞行控制；
和/或，探测无人机根据在第二时刻获取的至少一个环境变量的第二数据信息并实时向所述载弹无人机发送位置数据，所述载弹无人机根据位置数据对探测无人机进行追踪，通过引导载弹无人机对探测无人机进行追踪来对载弹无人机进行飞行控制。
进一步地，所述环境变量包括：
由探测无人机识别并获取的飞行前进方向的障碍物；
由探测无人机识别出的可疑目标；
由探测无人机获取的气象数据信息。
进一步地，相同的环境变量使用相同运算单位进行数据模拟。
本发明还提供了一种载弹无人机与探测无人机的协同控制系统，包括：
探测无人机，与探测无人机组网的至少一个载弹无人机；
所述探测无人机用于按设定的时间周期获取至少一个环境变量的第一数据信息，将第一数据信息实时传送至载弹无人机内设置的控制装置，由所述控制装置内设置的处理模块进行处理，其中，所述处理模块被配置成：
S1:根据所述第一数据信息来对当前载弹无人机的飞行路线进行调控；
S2:将所述第一数据信息输送至预测模型，所述预测模型根据第一数据信息来确定至少一个反映载弹无人机环境变量在第二时刻的预测数据信息；
S3:接收探测无人机在第二时刻获取的至少一个环境变量的第二数据信息；将反映载弹无人机至少一个环境变量在第二时刻的预测数据信息与所述第二数据信息进行比较，以判断至少一个环境变量是否发生变化；
S4:根据比较结果，来选择在未来多个时刻内对载弹无人机的控制方式。
进一步地，所述载弹无人机的控制模块具有同步控制单元，该同步控制单元具有向探测无人机设置的控制权限，探测无人机通过获取载弹无人机的控制权限来引导载弹无人机的飞行。
进一步地，所述预测模型至少具有：
对飞行前进方向的障碍物进行识别与测距的第一预测单元；
对可疑目标进行识别与测距的第二预测单元；
对天气进行识别与预测的第三预测单元。
本申请通过利用一个探测无人机来对载弹无人机来进行引导，相对于载弹无人机来讲，探测无人机更具高空优势和隐蔽性，能够识别出包括可疑目标、天气突变状况以及障碍物等，能够为载弹无人机或者载弹无人机群提供飞行控制引导，还能通过提供飞行控制引导来实现对载弹无人机或者载弹无人机群进行紧急避险，保证载弹无人机或者载弹无人机群的飞行安全。
实施例1：
本实施例是对本发明公开的技术方案的进一步说明。
当探测无人机在前进飞行过程中，通过集成在探测无人机上的各种传感器来获取温度、湿度、气压等参数，其传感器包括温度、湿度机气压等气象传感器；通过遥感测量包括宽波段红外辐射计、宽波段微波被动辐射仪、多普勒雷达等可以探测温度和水汽分布以及测量各种云图，包括对风速等进行测量。探测无人机将获取的各种参数信息实时的发送至载弹无人机内的控制装置，控制装置根据获取的各种参数信息作为环境变量的第一数据信息，通过预测模型中的第三预测单元来分析在未来时刻是否具有天气突变状态，比如低空风速增加，温度和气压骤变等，当预测到具有变化时，再根据探测无人机向载弹无人机或者载弹无人机群发送采集数据区域的经纬度坐标集，载弹无人机或者载弹无人机群根据经纬度坐标集进行避险飞行控制，绕过危险区域。
除上述之外，在本实施例中，第三预测单元为多个，用于对不同气象因素引起的变化进行预测，比如，通过对第一时刻获取的气压数据对气压进行模拟，以模拟出未来飞行路线上的气压状况，然后根据第二时刻获取的气压数据与模拟的气压状况进行比较，以查看是否发生了变化，另外，将第一时刻和第二时刻获取的气压数据再次一同输入至第三预测单元进行模拟预测，以此类推。也就是说，下一时刻的气压模拟是根据上一时刻以及更早时刻的历史数据模拟得到的，这样，能够及时的发现气压的突变情况，其他气象因素与气压模拟相同。
实施例2：
实施例2是对本发明公开的技术方案的进一步说明。
探测无人机可以对地面可疑目标、空中可疑目标进行探测，当发现可疑目标时，将可疑目标的追踪坐标信息实时的发送至载弹无人机的控制装置，由控制装置内的第二预测单元根据坐标信息进行路线模拟规划。
或者，由探测无人机直接规划好路线，探测无人机根据在第二时刻获取的至少一个环境变量的第二数据信息来制定一个飞行路线，并将所述飞行路线发送至载弹无人机，载弹无人机根据所述飞行路线来进行飞行控制；
和/或，探测无人机根据在第二时刻获取的至少一个环境变量的第二数据信息来获取至少一个引导载弹无人机的飞行控制的目标坐标，将所述目标坐标发送至载弹无人机，载弹无人机根据所述目标坐标来制定飞行路线以指导飞行控制；
和/或，探测无人机根据在第二时刻获取的至少一个环境变量的第二数据信息并实时向所述载弹无人机发送位置数据，所述载弹无人机根据位置数据对探测无人机进行追踪，通过引导载弹无人机对探测无人机进行追踪来对载弹无人机进行飞行控制。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.载弹无人机与探测无人机的协同控制方法，其特征在于，包括：
接收探测无人机在第一时刻获取的至少一个环境变量的第一数据信息；
将第一数据信息实时传送至载弹无人机内设置的控制装置，由所述控制装置的处理模块完成如下操作：
S1:根据所述第一数据信息来对当前载弹无人机的飞行路线进行调控；
S2:将所述第一数据信息输送至预测模型，所述预测模型根据第一数据信息来确定至少一个反映载弹无人机环境变量在第二时刻的预测数据信息；
S3:接收探测无人机在第二时刻获取的至少一个环境变量的第二数据信息；将反映载弹无人机至少一个环境变量在第二时刻的预测数据信息与所述第二数据信息进行比较，以判断至少一个环境变量是否发生变化；
S4:根据比较结果，来选择在未来多个时刻内对载弹无人机的控制方式；
来选择在未来多个时刻内对载弹无人机的控制方式包括：
由步骤S4中根据对多个比较结果中一个或者连续的几个进行综合模拟，若任意一个环境变量没有发生变化，则由载弹无人机自主设定的控制方式来对载弹无人机进行飞行控制；
或，由步骤S4中根据对多个比较结果中一个或者连续的几个进行综合模拟，若任意一个环境变量发生变化，且变化未超出载弹无人机自主可控的容限范围，则根据环境变量的变化在控制库中调用对应的预设方案来对载弹无人机进行飞行控制；
或，由步骤S4中根据对多个比较结果中一个或者连续的几个进行综合模拟，若任意一个环境变量发生变化，且变化超出载弹无人机自主可控的容限范围，则载弹无人机与探测无人机进行实时通讯，由探测无人机引导载弹无人机的飞行控制；
由探测无人机引导载弹无人机的飞行控制包括：
探测无人机根据在第二时刻获取的至少一个环境变量的第二数据信息来制定一个飞行路线，并将所述飞行路线发送至载弹无人机，载弹无人机根据所述飞行路线来进行飞行控制；
和/或，探测无人机根据在第二时刻获取的至少一个环境变量的第二数据信息来获取至少一个引导载弹无人机的飞行控制的目标坐标，将所述目标坐标发送至载弹无人机，载弹无人机根据所述目标坐标来制定飞行路线以指导飞行控制；
和/或，探测无人机根据在第二时刻获取的至少一个环境变量的第二数据信息并实时向所述载弹无人机发送位置数据，所述载弹无人机根据位置数据对探测无人机进行追踪，通过引导载弹无人机对探测无人机进行追踪来对载弹无人机进行飞行控制。
2.根据权利要求1所述的载弹无人机与探测无人机的协同控制方法，其特征在于，判断至少一个环境变量是否发生变化,是通过将反映载弹无人机至少一个环境变量在第二时刻的预测数据信息与所述第二数据信息使用相同运算单位进行数据模拟后进行差值运算，判断差值是否超出设定的基准阈值，若超出，则认为环境变量发生变化，若没有超出，则认为环境变量未发生改变。
3.根据权利要求1所述的载弹无人机与探测无人机的协同控制方法，其特征在于，以第一时刻为基准，重复步骤S1至S3，得到以时间作为参考的多个比较结果，通过对多个比较结果中一个或者连续的几个进行综合模拟，来选择在未来多个时刻内对载弹无人机的控制方式。
4.根据权利要求1所述的载弹无人机与探测无人机的协同控制方法，其特征在于，所述环境变量包括：
由探测无人机识别并获取的飞行前进方向的障碍物；
由探测无人机识别出的可疑目标；
由探测无人机获取的气象数据信息。
5.根据权利要求1所述的载弹无人机与探测无人机的协同控制方法，其特征在于，相同的环境变量使用相同运算单位进行数据模拟。
6.载弹无人机与探测无人机的协同控制系统，其特征在于，包括：
探测无人机，与探测无人机组网的至少一个载弹无人机；
所述探测无人机用于按设定的时间周期获取至少一个环境变量的第一数据信息，将第一数据信息实时传送至载弹无人机内设置的控制装置，由所述控制装置内设置的处理模块进行处理，其中，所述处理模块被配置成：
S1:根据所述第一数据信息来对当前载弹无人机的飞行路线进行调控；
S2:将所述第一数据信息输送至预测模型，所述预测模型根据第一数据信息来确定至少一个反映载弹无人机环境变量在第二时刻的预测数据信息；
S3:接收探测无人机在第二时刻获取的至少一个环境变量的第二数据信息；将反映载弹无人机至少一个环境变量在第二时刻的预测数据信息与所述第二数据信息进行比较，以判断至少一个环境变量是否发生变化；
S4:根据比较结果，来选择在未来多个时刻内对载弹无人机的控制方式；
所述载弹无人机的控制模块具有同步控制单元，该同步控制单元具有向探测无人机设置的控制权限。
7.根据权利要求6所述的载弹无人机与探测无人机的协同控制系统，其特征在于，所述预测模型至少具有：
对飞行前进方向的障碍物进行识别与测距的第一预测单元；
对可疑目标进行识别与测距的第二预测单元；
对天气进行识别与预测的第三预测单元。
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