WO2018028358A1 - 实现编队飞行的方法、装置及系统 - Google Patents

实现编队飞行的方法、装置及系统 Download PDF

Info

Publication number
WO2018028358A1
WO2018028358A1 PCT/CN2017/091898 CN2017091898W WO2018028358A1 WO 2018028358 A1 WO2018028358 A1 WO 2018028358A1 CN 2017091898 W CN2017091898 W CN 2017091898W WO 2018028358 A1 WO2018028358 A1 WO 2018028358A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
formation
aircraft
cluster
information
module
Prior art date
Application number
PCT/CN2017/091898
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
胡华智
Original Assignee
亿航智能设备（广州）有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 亿航智能设备（广州）有限公司 filed Critical 亿航智能设备（广州）有限公司
Publication of WO2018028358A1 publication Critical patent/WO2018028358A1/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions
    • G05D1/101—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft
    • G05D1/104—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft involving a plurality of aircrafts, e.g. formation flying

Definitions

  • the present invention relates to the field of aircraft control technology, and more particularly to a method for implementing formation flying, a device for implementing formation flying, and a system for implementing formation flying.
  • UAV The UAV is abbreviated as "UAV", which is a non-manned aircraft operated by radio remote control equipment and its own program control device. UAVs can be divided into military and civilian applications according to the application field.
  • Formation flight means that more than two drones fly in a certain formation or arrangement.
  • the basic formation formations are wedges, echelons, cross teams and columns.
  • the traditional formation strategy is the "long-machine-down" approach. This formation strategy is based on a preset formation structure. By adjusting the heading speed, heading angle and altitude tracking of the long plane, the downtime is adjusted to maintain the formation formation. the goal of. When the long-range aircraft chooses the flight state, it should give the machine room to correct the deviation. The downtime should be closely coordinated with the long-range machine. In flight, the long-range machine issues instructions to change the team plan and the relative position of each machine.
  • This formation strategy requires high performance for long-haul aircraft. It requires a specially configured drone to be competent, and the threat avoidance capability is insufficient. Especially when the long-range machine is disturbed, there will be unpredictable confusion.
  • the embodiments of the present invention provide a method, a device, and a system for implementing formation flying, which can improve the autonomy of each aircraft in a formation flight, and facilitate the control personnel to perform formation control.
  • One aspect of the present invention provides a method of implementing formation flying, including:
  • starting a formation transformation task acquiring first position information of the first calibration point in the map, and second position information of the second calibration point in the map; the first calibration point and the second calibration point belong to the first a formation, number one a point in the second formation;
  • the second location information plan to change from the first formation to the flight path of the second formation
  • Another aspect of the present invention provides an apparatus for implementing formation flying, comprising:
  • a position recognition module configured to acquire first position information of the first calibration point in the map and second position information of the second calibration point in the map after starting the formation transformation task; the first calibration point The second calibration point belongs to the first formation and the second formation;
  • a path planning module configured to plan, according to the first location information and the second location information, a flight path that is changed from the first formation to the second formation;
  • a path information sending module configured to respectively send corresponding flight path information to each aircraft in the formation cluster, so that each aircraft in the formation cluster flies according to the corresponding flight path information for formation transformation
  • the present invention also provides a system for implementing formation flight, comprising an aircraft that forms a formation cluster, a control terminal that controls the aircraft, and the aircraft is communicatively coupled to the control terminal;
  • the control terminal is pre-configured with a display module and application software, the application software is capable of establishing a formation flight task, and the display module is capable of displaying the formation flight mission information; wherein the application software includes a location recognition module, a path planning module and a path information sending module;
  • the location identification module is configured to start a formation transformation task, obtain first location information of the first calibration point in the map, and second location information of the second calibration point in the map; the first calibration point, The second calibration point belongs to a point in the first formation and the second formation respectively; the path planning module is configured to change from the first formation to the second formation according to the first location information and the second location information plan.
  • the path information sending module is configured to respectively send corresponding flight path information to each aircraft in the formation cluster; [0017] the aircraft is configured to receive the flight path information, and fly according to the corresponding flight path information. Perform a formation transformation.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a system environment for implementing a method of formation flying according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic flow chart of a method for implementing formation flying according to an embodiment
  • FIG. 3 is a schematic flow chart of another embodiment of a method for implementing formation flying
  • FIG. 4 is a schematic structural diagram of an apparatus for implementing formation flying according to an embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a system environment for implementing a method of formation flying according to an embodiment of the present invention.
  • a control terminal 10 and a plurality of aircraft 20 are included; the control terminal 10 communicates with a plurality of aircraft 20 via a relay device 30.
  • the relay device 30 and the aircraft 20 are each provided with a wireless communication module, and the two-way information flow between the control terminal 10 and the aircraft 20 is transmitted through the relay device, and the wireless communication module is a wifi wireless module or a ZigBee wireless module.
  • the ground station application software is pre-configured in the system of the control terminal 10.
  • the control terminal 10 includes a processor, a display module, a communication interface, a power interface, and a memory connected through a system bus.
  • the user can establish a formation flight mission through the ground station application software to realize formation flight of multiple aircrafts, and the display module can be used to display the formation flight mission information, including displaying the position marker of the aircraft in the map and the state information of the aircraft. Formation flight paths of formation clusters, etc.
  • Communication interface for relay and relay The backup 30 is connected and communicated, and the power interface is used to connect with an external power source through which the external power source supplies power to the control terminal 10.
  • the control terminal 10 may be the PC listed in FIG. 1, or may be any other device having the above structure. In conjunction with the environmental schematic shown in FIG. 1, the following describes various embodiments of a method for implementing formation flying and a device for implementing formation flying.
  • FIG. 2 is a schematic flow chart of a method for implementing formation flying in an embodiment; in this embodiment, the method is applied to the control terminal shown in FIG. 1 as an example for description.
  • the method for implementing formation flying in this embodiment includes the steps of:
  • Sl l starting a formation transformation task, acquiring first location information of the first calibration point in the map, and second location information of the second calibration point in the map; the first calibration point and the second calibration point Points belonging to the first formation and the second formation respectively;
  • the ground station application software of the control terminal needs to preload the corresponding map, and the operator performs setting of the formation task based on the map.
  • the formation setting may be performed, and a plurality of calibration points may be selected in the map, and the expected formation (pattern) is formed by the plurality of calibration points; in the setting of the formation task, multiple tasks may be set, and each task corresponds to A formation.
  • the ground station application software obtains geographic location information corresponding to each calibration point based on the location of each calibration point in the map. For the two-dimensional map, the longitude and latitude information corresponding to each calibration point can be obtained. For the three-dimensional map, the longitude, latitude and altitude information corresponding to each calibration point can be obtained.
  • the first formation refers to the current formation
  • the second formation refers to the next target formation
  • the calibration point belonging to the current formation is the first calibration point, and belongs to the next
  • the calibration point in the target formation is the second calibration point.
  • the formation transformation task is started, that is, the task of transforming from the current formation to the next target formation is started. .
  • the flight path from the first formation to the second formation is planned according to the first location information and the second location information.
  • the position information (first position information) of each calibration point in the current formation and the position information of each calibration point in the map in the next target formation may be obtained.
  • (Second position information) the transformation path planning of the current formation to the next target formation. Path planning methods include, but are not limited to, the principle of minimum distance, the principle of minimum formation consumption, or a combination of the two.
  • S13. Send corresponding flight path information to each aircraft in the formation cluster, respectively, so that each aircraft in the formation cluster flies according to the corresponding flight path information to perform a formation transformation.
  • data transmission and reception is performed by a relay device and an aircraft participating in a formation flight, which is advantageous for increasing the communication distance and improving the reliability of data transmission and reception.
  • an ID for identifying an identity of each aircraft in the formation cluster may be set in advance, and each aircraft in the formation cluster is marked by the ID of each aircraft, and the formation is separately performed.
  • Each aircraft in the cluster sends corresponding flight path information to accurately control the corresponding aircraft to prevent confusion.
  • the step of forming a formation cluster is further included.
  • the method includes: sending a connection instruction to a plurality of pre-associated aircrafts respectively to request acquisition of initial state information of each aircraft and initial position information; receiving response information of each aircraft to the connection instruction, and determining each aircraft according to initial state information of the aircraft Whether the formation flight conditions are met, and the formation cluster is formed according to the aircraft satisfying the formation flight conditions; and the initial position markers of the respective aircrafts in the formation cluster are displayed on the map.
  • the initial state information includes remaining battery information, and the aircraft flight condition is satisfied only when the remaining power of the aircraft is greater than or equal to the set threshold. Otherwise, the formation flight condition is not met, and the queue is excluded from the formation cluster. That is, they do not participate in formation flying.
  • each aircraft is also marked in the interactive interface of the ground station software according to the response of each aircraft to the connection command. For example, for an aircraft that successfully returns response information to the connection command, its flag is displayed in green and flashes a reminder that the aircraft is "alive” and its "heartbeat” is normal; for not responding to the connection command The information of the aircraft, its mark is displayed in gray, indicating that the aircraft is "dead", and "heartbeat” stops; for aircraft that successfully return response information to the connection command, but does not meet the formation flight conditions, mark it It is green but not flashing, indicating that the aircraft is "alive” but the "heartbeat” is weak.
  • the step of controlling the aircraft to unlock to fly to the designated starting target position is further included.
  • the method includes: acquiring preset start target position information and generating a corresponding unlocked takeoff instruction; respectively, respectively, to each aircraft in the formation cluster
  • the unlocking takeoff command is sent, so that each aircraft is unlocked and flies to a corresponding starting target position according to a preset takeoff enthalpy difference/takeoff height difference.
  • the operator can set the starting target position through the ground station software.
  • the individual aircraft participating in the formation need to be unlocked, and the controller flies to the specified starting target position.
  • the ground station software controls each aircraft to unlock and fly to the corresponding starting target position according to a preset takeoff height difference. That is, the current aircraft takes off to a certain height, such as 5 meters, and the latter aircraft begins to unlock and take off. It can be understood that the order of unlocking the aircraft can be sorted from small to large with reference to its order of numbers.
  • the unlocking takeoff control ends and enters the formation preparation phase. Then, when the formation transformation task is started for the first time, the initial target position of each aircraft in the formation cluster is taken as the current formation shape, and according to the above steps S11-S13 of the embodiment, each aircraft is controlled to change from its starting position. To the default first formation (ie the next target formation).
  • the current position information of each aircraft in the formation cluster may also be received according to the first inter-cycle period, and according to The current position of each aircraft dynamically updates its marked display position on the map so that the operator can grasp the flight dynamics of the aircraft.
  • a set threshold ie, the safe distance of the flight of the aircraft
  • the return navigation commands may be respectively sent to the respective aircrafts in the formation cluster, so that each aircraft returns to the initial takeoff point and then falls after receiving the return flight instruction.
  • the initial takeoff point may be the starting target position.
  • the ground station software fully utilizes the autonomy of each flight path by means of the relay device separately communicating with each aircraft, which is beneficial to improving the threat avoidance capability of the formation, and also provides convenience for controlling the formation task. .
  • FIG. 3 is a schematic flowchart of a method for implementing formation flight in another embodiment; in this embodiment, an interaction applied to the control terminal and the aircraft shown in FIG. 1 is taken as an example for description.
  • the method for implementing formation flying in this embodiment includes the steps of:
  • the control terminal sends a connection instruction to each of the associated multiple aircrafts.
  • the aircraft receives the connection instruction, and returns response information including initial state information and an initial location signal.
  • the control terminal groups a cluster according to a response information component of the aircraft.
  • the control terminal sends an unlocking takeoff instruction to each aircraft in the formation cluster.
  • the method includes: acquiring preset initial target location information and generating a corresponding unlocked takeoff instruction; and sending the unlocked takeoff instruction to each of the aircrafts in the queued cluster.
  • Each of the aircrafts in the cluster receives the unlocked takeoff command, and hovering after reaching a preset starting target height.
  • each aircraft is sequentially unlocked and flies to a corresponding starting target position according to a preset takeoff enthalpy difference/takeoff height difference.
  • step S204 detecting whether all the aircraft have reached the corresponding starting target position, and if yes, unlocking the takeoff end, starting the first formation transformation task, proceeds to step S205; otherwise, continuing to wait until the last aircraft arrives at the corresponding Starting destination.
  • S205 acquiring first location information of the first calibration point in the map, and second location information of the second calibration point in the map; the first calibration point and the second calibration point belong to the current formation and the lower a point in a target formation; planning a flight path from the current formation to the next target formation according to the first position information and the second position information;
  • S206 Send corresponding flight path information to each aircraft in the formation cluster respectively.
  • Each aircraft in the cluster receives corresponding flight path information, performs flight according to the flight path information, and reaches a corresponding calibration point in the next target formation, hovering.
  • S304 transmitting current location information of the aircraft to the control terminal according to the set first inter-cycle period, and transmitting current state information of the aircraft to the control terminal according to the set second inter-cycle period;
  • S207 performing preset barrier logic according to current location information of the aircraft
  • step S208 is performed, otherwise, step S209 is performed;
  • the flag on the map may be dynamically updated according to the current location of each aircraft. Record the display position.
  • S208 Optimize flight paths of the corresponding two aircrafts, and separately send the optimized flight path information to the corresponding two aircrafts, so that the aircraft performs flight according to the optimized flight path information.
  • S209 respectively, detecting whether each aircraft in the formation cluster reaches a corresponding second calibration point in the next target formation, and if so, controlling the corresponding aircraft to hover; and determining whether all the aircrafts in the formation cluster reach the next target formation The corresponding second calibration point; if yes, updating the current formation and the next target formation, starting a new formation transformation task.
  • steps S207 and S209 in this embodiment is not limited to the above sequence, and the two parts can also be executed in parallel.
  • a new formation transformation process is performed with reference to the above-described formation transformation process, and the illustration of the portion is omitted in the figure.
  • each formation transformation process if it is determined that all the aircraft in the formation cluster reach the corresponding second calibration point.
  • the preset controller can also be activated, and when the setting of the controller is reached, the next formation transformation task is started. That is to say, all the aircrafts in the formation cluster will remain in the formation shape during the setting day, and the formation display effect will be improved.
  • each of the formation transformation processes after determining that all the aircraft in the formation cluster reach the corresponding second calibration point, respectively, the respective aircraft in the formation cluster may be sent to the bright The light command, after receiving the lighting command, each of the aircraft controls the indicator light on the aircraft to be on/blinking to further improve the formation display effect.
  • each formation transformation it is also necessary to identify whether the aircraft enters a returning state according to current state information of each aircraft; if it is determined that an aircraft in the formation cluster enters a returning state, The aircraft is removed from the formation cluster so that it is no longer necessary to determine whether the corresponding aircraft has reached the corresponding position during the subsequent formation transformation.
  • the present invention also provides an apparatus for implementing a fleet flight, which apparatus can be used to perform the above-described method of implementing formation flying.
  • an apparatus for implementing a fleet flight which apparatus can be used to perform the above-described method of implementing formation flying.
  • the illustrated structure does not constitute a limitation on the apparatus, and may include More or fewer parts are shown, or some parts are combined, or different parts are arranged.
  • FIG. 4 is a schematic structural diagram of an apparatus for implementing formation flying according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the apparatus for implementing formation flying in this embodiment includes: a location identification module 410, a path planning module 420, The path information sending module 430, each module is as follows:
  • the location identification module 410 is configured to: obtain a first location information of the first calibration point in the map, and second location information of the second calibration point in the map after starting the formation transformation task; The calibration point and the second calibration point belong to the first formation and the second formation respectively;
  • the path planning module 420 is configured to plan, according to the first location information, the second location information, a flight path that is changed from the first formation to the second formation;
  • the path sending information sending module 430 is configured to respectively send corresponding flight path information to each aircraft in the formation cluster, so that each aircraft in the formation cluster flies according to the corresponding flight path information to perform a formation transformation.
  • the device for implementing formation flying further includes: an unlocking control module 440, configured to acquire preset initial target position information and generate a corresponding unlocked takeoff instruction;
  • Each of the aircraft in the cluster sends the unlocked takeoff command, so that each aircraft is unlocked and flies to a corresponding starting target position according to a preset takeoff enthalpy difference/takeoff height difference.
  • the device for implementing formation flying further includes: a cluster construction module 450, configured to respectively send connection instructions to the associated plurality of aircrafts to request acquisition of initial state information and initial positions of the respective aircrafts.
  • the information is further configured to receive response information of the respective aircraft to the connection instruction; determine, according to the initial state information of the aircraft, whether each of the aircraft meets the formation flight condition, and form a formation cluster according to the aircraft that meets the formation flight condition.
  • the location identification module 410 is further configured to display an initial location identifier of each aircraft in the formation cluster on a map.
  • the location identification module 410 is further configured to follow the set first inter-circle The period receives the current position information of each aircraft in the formation cluster; and dynamically updates its mark display position on the map according to the current position of each aircraft.
  • the device for implementing formation flight further includes: a path optimization module 460, configured to detect, according to current location information of each aircraft in the received formation cluster, whether the distance between the two aircrafts is If it is, the flight path of the corresponding two aircrafts is optimized; correspondingly, the path information sending module 430 is further configured to separately send the optimized flight path information to the corresponding two aircrafts.
  • a path optimization module 460 configured to detect, according to current location information of each aircraft in the received formation cluster, whether the distance between the two aircrafts is If it is, the flight path of the corresponding two aircrafts is optimized; correspondingly, the path information sending module 430 is further configured to separately send the optimized flight path information to the corresponding two aircrafts.
  • the device for implementing formation flying further includes: a task starting module 470, configured to respectively detect, according to current location information of each aircraft in the received formation cluster, whether each aircraft reaches a corresponding first The second calibration point, if yes, controls the corresponding aircraft hovering; and is used to determine whether all the aircraft in the formation cluster have reached the corresponding second calibration point; if so, start a new formation transformation task.
  • a task starting module 470 configured to respectively detect, according to current location information of each aircraft in the received formation cluster, whether each aircraft reaches a corresponding first The second calibration point, if yes, controls the corresponding aircraft hovering; and is used to determine whether all the aircraft in the formation cluster have reached the corresponding second calibration point; if so, start a new formation transformation task.
  • the task initiation module 470 includes a calibration unit, and the calibration unit is configured to start a preset calibration device after determining that all the aircrafts in the formation cluster reach the corresponding second calibration point. When the setting of the timer is reached, a new formation transformation task is started.
  • the task activation module 470 includes a lighting control unit, and the lighting control unit is configured to respectively perform a formation cluster after determining that all the aircrafts in the formation cluster reach the corresponding second calibration point.
  • Each of the aircraft transmits a lighting command, so that the respective aircraft controls its carrying indicator to light/blink after receiving the lighting command.
  • the device for implementing formation flying further includes: a cluster updating module (not shown), configured to receive current state information of each aircraft in the formation cluster according to the second inter-cycle period, According to the current state information, it is determined whether the aircraft enters the returning state; if it is determined that an aircraft in the formation cluster enters the returning state, the aircraft is removed from the formation cluster, so that the aircraft does not participate in the subsequent formation transformation task.
  • a cluster updating module (not shown), configured to receive current state information of each aircraft in the formation cluster according to the second inter-cycle period, According to the current state information, it is determined whether the aircraft enters the returning state; if it is determined that an aircraft in the formation cluster enters the returning state, the aircraft is removed from the formation cluster, so that the aircraft does not participate in the subsequent formation transformation task.
  • the device for implementing formation flight further includes: a return control module 480, configured to respectively send a return instruction to each aircraft in the formation cluster, so that each aircraft returns to take off after receiving the return instruction. Point over and then land.
  • a return control module 480 configured to respectively send a return instruction to each aircraft in the formation cluster, so that each aircraft returns to take off after receiving the return instruction. Point over and then land.
  • each module/unit The content of the information exchange, the execution process, and the like are the same as the foregoing method embodiments of the present invention, and the technical effects of the foregoing method embodiments are the same as the foregoing method embodiments of the present invention.
  • the description in the method embodiment of the present invention. will not repeat them here.
  • each functional module is merely an example, and the actual application may be required according to requirements, for example, the configuration requirements of the corresponding hardware or the implementation of the software. It is considered that the above-mentioned function assignment is completed by different functional modules, that is, the internal structure of the device for implementing formation flying is divided into different functional modules to complete all or part of the functions described above.
  • Each function module can be implemented in the form of hardware or in the form of a software function module.
  • the first calibration point after starting the formation transformation task, acquiring first location information of the first calibration point in the map and second location information of the second calibration point in the map; the first calibration point, The second calibration points belong to the first formation and the second formation; respectively, according to the first position information and the second position information plan, the first formation changes to the second formation flight path;
  • Each aircraft in the cluster transmits corresponding flight path information, so that each aircraft in the formation cluster flies according to the corresponding flight path information for formation transformation. Due to the separate communication with each aircraft, charging The points play autonomous role in each flight path, and also provide convenience for controlling the formation tasks. Therefore, it has industrial applicability.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Navigation (AREA)

Abstract

一种实现编队飞行的方法、装置及系统。实现编队飞行的方法包括：启动队形变换任务，获取第一标定点在地图中的第一位置信息、第二标定点在地图中的第二位置信息，第一标定点、第二标定点分别属于第一队形、第二队形中的点（S11）；根据第一位置信息、第二位置信息规划由第一队形变换到第二队形的飞行路径（S12）；分别向编队集群中各个飞行器（20）发送对应的飞行路径，使得编队集群中各个飞行器（20）按照对应的飞行路径信息飞行以进行队形变换（S13）。这种方法能够提高编队飞行中各飞行器（20）的自主性，并方便操控人员进行编队控制。

Description

实现编队飞行的方法、 装置及系统 技术领域
[0001] 本发明涉及飞行器控制技术领域， 特别是涉及一种实现编队飞行的方法、 实现 编队飞行的装置以及实现编队飞行的系统。
背景技术
[0002] 无人机英文缩写为" UAV"， 是利用无线电遥控设备和自身的程序控制装置操纵 的不载人飞机。 无人机按应用领域， 可分为军用与民用。
[0003] 民用方面， "无人机 +"行业应用是无人机的刚需； 目前已在航拍、 农业、 植保 、 自拍、 快递运输、 灾难救援、 观察野生动物、 监控传染病、 测绘、 新闻报道 、 电力巡检、 救灾、 影视拍摄等领域应用。
[0004] 编队飞行是指两架以上无人机按一定队形或排列飞行。 基本的编队队形有楔队 、 梯队、 横队和纵队。 传统的编队策略为"长机-僚机"方式， 这种编队策略的特 点是基于预设的编队结构， 通过对长机的航向速度、 航向角和高度跟踪， 来调 整僚机， 达到保持编队队形的目的。 长机在选择飞行状态吋应给僚机修正偏差 的余地， 僚机要与长机密切配合； 并且飞行中， 长机根据需要发出指令改变编 队方案和各机相对位置。 这种编队策略对长机的性能要求较高， 需特定配置的 无人机才能胜任， 并且威胁回避能力不足， 尤其是当长机受到干扰吋， 将会出 现难以意料的混乱。
技术问题
[0005] 基于此， 本发明实施例提供实现编队飞行的方法、 装置及系统， 能够提高编队 飞行中各飞行器的自主性， 方便操控人员进行编队控制。
问题的解决方案
技术解决方案
[0006] 本发明一方面提供实现编队飞行的方法， 包括：
[0007] 启动队形变换任务， 获取第一标定点在地图中的第一位置信息、 第二标定点在 地图中的第二位置信息； 所述第一标定点、 第二标定点分别属于第一队形、 第 二队形中的点；
[0008] 根据所述第一位置信息、 第二位置信息规划由第一队形变换到第二队形的飞行 路径；
[0009] 分别向编队集群中各个飞行器发送对应的飞行路径信息， 使得编队集群中各个 飞行器按照对应的飞行路径信息飞行以进行队形变换。
[0010] 本发明另一方面提供一种实现编队飞行的装置， 包括：
[0011] 位置识别模块， 用于在启动队形变换任务之后， 获取第一标定点在地图中的第 一位置信息、 第二标定点在地图中的第二位置信息； 所述第一标定点、 第二标 定点分别属于第一队形、 第二队形中的点；
[0012] 路径规划模块， 用于根据所述第一位置信息、 第二位置信息规划由第一队形变 换到第二队形的飞行路径；
[0013] 路径信息发送模块， 用于分别向编队集群中各个飞行器发送对应的飞行路径信 息， 使得编队集群中各个飞行器按照对应的飞行路径信息飞行以进行队形变换
[0014] 本发明还提供一种实现编队飞行的系统， 包括组成编队集群的飞行器、 控制飞 行器的控制终端， 所述飞行器与所述控制终端通信连接；
[0015] 所述控制终端中预设有显示模块和应用软件， 所述应用软件能够建立编队飞行 任务， 所述显示模块能够显示该编队飞行任务信息； 其中， 所述应用软件包括 位置识别模块、 路径规划模块以及路径信息发送模块；
[0016] 所述位置识别模块用于启动队形变换任务， 获取第一标定点在地图中的第一位 置信息、 第二标定点在地图中的第二位置信息； 所述第一标定点、 第二标定点 分别属于第一队形、 第二队形中的点； 所述路径规划模块用于根据所述第一位 置信息、 第二位置信息规划由第一队形变换到第二队形的飞行路径； 所述路径 信息发送模块用于分别向编队集群中各个飞行器发送对应的飞行路径信息； [0017] 所述飞行器用于接收所述飞行路径信息， 并按照对应的飞行路径信息飞行以进 行队形变换。
发明的有益效果
有益效果 [0018] 上述技术方案， 通过在启动队形变换任务之后， 获取第一标定点在地图中的第 一位置信息、 第二标定点在地图中的第二位置信息； 所述第一标定点、 第二标 定点分别属于第一队形、 第二队形中的点； 根据所述第一位置信息、 第二位置 信息规划由第一队形变换到第二队形的飞行路径； 分别向编队集群中各个飞行 器发送对应的飞行路径信息， 从而使得编队集群中各个飞行器按照对应的飞行 路径信息飞行以进行队形变换。 由于采用分别与各个飞行器独立通信的方式， 充分发挥了各个飞行路的自主性， 还为控制编队任务提供了方便。
对附图的简要说明
附图说明
[0019] 图 1为实现本发明实施例的编队飞行的方法的系统环境示意图；
[0020] 图 2为一实施例的实现编队飞行的方法的示意性流程图；
[0021] 图 3为另一实施例的实现编队飞行的方法的示意性流程图；
[0022] 图 4为一实施例的实现编队飞行的装置的示意性结构图。
本发明的实施方式
[0023] 为了使本发明的目的、 技术方案及优点更加清楚明白， 以下结合附图及实施例 ， 对本发明进行进一步详细说明。 应当理解， 此处所描述的具体实施例仅仅用 以解释本发明， 并不用于限定本发明。
[0024] 图 1为实现本发明实施例的编队飞行的方法的系统环境示意图。 如图 1所示， 包 括控制终端 10和若干飞行器 20; 所述控制终端 10通过一个中继设备 30与若干飞 行器 20通信。 中继设备 30、 飞行器 20中均设置有无线通信模块， 控制终端 10与 飞行器 20之间的双向信息流通过中继设备传输， 无线通信模块为 wifi无线模块或 ZigBee无线模块。
[0025] 所述控制终端 10的系统中预设有地面站应用软件。 所述控制终端 10包括通过系 统总线连接的处理器、 显示模块、 通信接口、 电源接口和内存。 其中， 用户可 通过地面站应用软件建立编队飞行任务， 实现多个飞行器的编队飞行， 所述显 示模块能够用于显示该编队飞行任务信息， 包括显示飞行器在地图中的位置标 记、 飞行器的状态信息、 编队集群的编队飞行路径等。 通信接口用于与中继设 备 30连接和通信， 电源接口用于与外部电源连接， 外部电源通过该电源接口向 控制终端 10供电。 所述控制终端 10可以是图 1中所列举的 PC， 也可以是其他任何 具有上述结构的设备。 结合图 1所示的环境示意图， 以下对实现编队飞行的方法 及实现编队飞行的装置的各实施例进行说明。
[0026] 图 2为一实施例的实现编队飞行的方法的示意性流程图； 在该实施例中， 是以 该方法应用于图 1中所示的控制终端为例进行说明。
[0027] 如图 2所示， 本实施例中的实现编队飞行的方法包括步骤：
[0028] Sl l， 启动队形变换任务， 获取第一标定点在地图中的第一位置信息、 第二标 定点在地图中的第二位置信息； 所述第一标定点、 第二标定点分别属于第一队 形、 第二队形中的点；
[0029] 本发明实施例中， 控制终端的地面站应用软件需预先加载对应的地图， 操作人 员基于该地图进行编队任务的设置。 例如进行队形设置， 可在该地图中选定若 干标定点， 通过所述若干标定点形成预期的队形 （图案） ； 在进行编队任务的 设置吋， 可设置多个任务， 每个任务对应一个队形。
[0030] 地面站应用软件基于各个标定点在所述地图中的位置， 可得到各个标定点对应 的地理位置信息。 对于二维地图， 可得到各个标定点对应的经度和纬度信息， 对于三维地图， 可得到各个标定点对应的经度、 纬度和海拔高度信息。
[0031] 本发明实施例中， 第一队形指的是当前队形， 第二队形指的是下一目标队形； 属于当前队形中的标定点为第一标定点， 属于下一目标队形中的标定点为第二 标定点。 优选的， 本发明实施例中， 需等到编队集群中全部飞行器均达到当前 队形对应的表定点位置之后， 才启动队形变换任务， 即启动由当前队形变换到 下一目标队形的任务。
[0032] S12, 根据所述第一位置信息、 第二位置信息规划由第一队形变换到第二队形 的飞行路径；
[0033] 在确定启动队形变换任务吋， 可通过获取当前队形中各个标定点在地图中的位 置信息 （第一位置信息） 、 下一目标队形中各个标定点在地图中的位置信息 （ 第二位置信息） ， 进行当前队形到下一目标队形的变换路径规划。 路径规划方 式的包括但不限于距离最小原则、 队形变换耗吋最短原则或者两者的结合。 [0034] S13， 分别向编队集群中各个飞行器发送对应的飞行路径信息， 使得编队集群 中各个飞行器按照对应的飞行路径信息飞行以进行队形变换。
[0035] 本发明实施例中， 通过一个中继设备与参与编队飞行的飞行器进行数据收发， 有利于增大通信距离， 同吋提高数据收发的可靠性。
[0036] 需要说明的是， 本发明实施例中， 可预先对编队集群中各个飞行器设置用于标 识其身份的 ID， 通过各个飞行器的 ID实现对编队集群中各个飞行器标记， 以及 实现分别向编队集群中各个飞行器发送对应的飞行路径信息， 以准确控制对应 飞行器， 防止混乱。
[0037] 作为一优选实施方式， 在步骤 S11中启动队形变换任务之前， 还包括组建编队 集群的步骤。 具体包括： 分别向预先关联的多个飞行器发送连接指令， 以请求 获取各个飞行器的初始状态信息以及初始位置信息； 接收各个飞行器对所述连 接指令的响应信息， 根据飞行器的初始状态信息判断各个飞行器是否满足编队 飞行条件， 并根据满足编队飞行条件的飞行器组建编队集群； 以及， 将所述编 队集群中的各个飞行器的初始位置标记显示在地图上。 优选的， 所述初始状态 信息包括剩余电量信息， 只有当飞行器的剩余电量大于等于设定阈值吋， 其才 满足编队飞行条件， 否则， 不满足编队飞行条件， 将其排除在编队集群之外， 即不参与编队飞行。
[0038] 优选的， 还可根据各个飞行器对所述连接指令的响应情况， 在地面站软件的交 互界面中对各个飞行器进行标记。 例如， 对于成功返回对所述连接指令的响应 信息的飞行器， 将其标记显示为绿色并闪烁提醒， 表明该飞行器 "活着"， 且其" 心跳"正常； 对于未返回对所述连接指令的响应信息的飞行器， 将其标记显示为 灰色， 表明该飞行器 "死了"， 且"心跳"停止； 对于成功返回对所述连接指令的响 应信息、 但不满足编队飞行条件的飞行器， 将其标记显示为绿色但不闪烁， 表 明该飞行器"活着"， 但"心跳"微弱。 通过对各个飞行器进行标记显示， 操控人员 可直观的了解各飞行器的状态信息。
[0039] 作为一优选实施方式， 在启动队形变换任务之前、 组建编队集群之后， 还包括 控制飞行器解锁以飞行到指定的起始目标位置的步骤。 具体包括： 获取预设的 起始目标位置信息并生成对应的解锁起飞指令； 分别向编队集群中各个飞行器 发送所述解锁起飞指令， 使得各个飞行器按照预设的起飞吋间差 /起飞高度差先 后解锁并飞行到对应的起始目标位置。 操控人员可通过地面站软件设置起始目 标位置， 在进行编队之前， 需要对参与编队的各个飞行器进行解锁， 控制器飞 行到指定的起始目标位置。
[0040] 优选的， 本发明实施例中地面站软件控制各个飞行器按照预设的起飞高度差先 后解锁并飞行到对应的起始目标位置。 即当前一飞行器起飞到一定高度， 如 5米 ， 后一飞行器才幵始解锁起飞。 可以理解的是， 飞行器的解锁顺序可参照其编 号顺序， 由小到大排序。
[0041] 当最后一飞行器到达指定的起始目标位置吋， 解锁起飞控制结束， 进入编队准 备阶段。 然后， 当第一次启动队形变换任务吋， 将编队集群中各个飞行器的起 始目标位置作为当前队形， 根据本实施例上述步骤 S11-S13所述， 控制各个飞行 器由其起始位置变换到预设的第一个队形 （即下一目标队形） 。
[0042] 作为另一优选实施方式， 在步骤 S13中分别向编队集群中各个飞行器发送对应 的飞行路径信息之后， 还可按照第一吋间周期接收编队集群中各个飞行器的当 前位置信息， 并根据各个飞行器的当前位置动态更新其在地图上的标记显示位 置， 以便于操作人员实吋掌握飞行器的飞行动态。 此外， 还根据各个飞行器的 当前位置信息， 检测飞行器两两之间的距离是否小于等于设定阈值 （即飞行器 飞行的安全距离） ； 若是， 对对应的两飞行器的飞行路径进行优化， 并向对应 的两飞行器分别发送优化后的飞行路径信息。 以此可有效防止在队形变换的过 程中， 两飞行器距离较近导致飞行事故。
[0043] 作为另一优选实施方式， 当需要结束编队飞行任务吋， 可分别向编队集群中各 个飞行器发送返航指令， 使得各个飞行器在收到返航指令之后先返回到初始起 飞点上空再降落。 例如： 所述初始起飞点可为是所述起始目标位置。
[0044] 上述技术方案， 地面站软件通过中继设备分别与各个飞行器通信的方式， 充分 发挥了各个飞行路的自主性， 有利于提高编队的威胁回避能力， 此外还为控制 编队任务提供了方便。
[0045] 图 3为另一实施例的实现编队飞行的方法的示意性流程图； 在该实施例中， 是 以应用于图 1所示的控制终端和飞行器的交互为例进行说明。 [0046] 如图 3所示， 本实施例中的实现编队飞行的方法包括步骤：
[0047] S201 , 所述控制终端分别向关联的多个飞行器发送连接指令；
[0048] S301 , 所述飞行器接收所述连接指令， 返回包含初始状态信息以及初始位置信 的响应信息；
[0049] S202, 所述控制终端根据飞行器的响应信息组件编队集群；
[0050] S203 , 所述控制终端向编队集群中各个飞行器发送解锁起飞指令；
[0051] 具体包括获取预设的起始目标位置信息并生成对应的解锁起飞指令； 分别向编 队集群中各个飞行器发送所述解锁起飞指令。
[0052] S302, 集群中各个飞行器接收所述解锁起飞指令， 达到预设的起始目标高度后 悬停。
[0053] 本发明实施例中， 各个飞行器按照预设的起飞吋间差 /起飞高度差先后解锁并 飞行到对应的起始目标位置。
[0054] S204, 检测所有飞行器是否均已到达对应的起始目标位置， 若是， 解锁起飞结 束， 启动第一个队形变换任务， 进入步骤 S205 ; 否则， 继续等待直到当最后一 飞行器到达对应的起始目标位置。
[0055] S205 , 获取第一标定点在地图中的第一位置信息、 第二标定点在地图中的第二 位置信息； 所述第一标定点、 第二标定点分别属于当前队形、 下一目标队形中 的点； 根据所述第一位置信息、 第二位置信息规划由当前队形变换到下一目标 队形的飞行路径；
[0056] S206 , 分别向编队集群中各个飞行器发送对应的飞行路径信息；
[0057] S303 , 集群中各个飞行器接收对应的飞行路径信息， 按照所述飞行路径信息进 行飞行； 到达下一目标队形中对应的标定点吋悬停。
[0058] S304, 按照设定的第一吋间周期向所述控制终端发送飞行器的当前位置信息， 按照设定的第二吋间周期向所述控制终端发送飞行器的当前状态信息；
[0059] S207 , 根据飞行器的当前位置信息进行预设的壁障逻辑；
[0060] 本发明实施例中， 即检测飞行器两两之间的距离是否小于等于设定阈值； 若是
， 执行步骤 S208 , 否则， 执行步骤 S209;
[0061] 优选的， 步骤 S207中还可根据各个飞行器的当前位置动态更新其在地图上的标 记显示位置。
[0062] S208 , 对对应的两飞行器的飞行路径进行优化， 并向对应的两飞行器分别发送 优化后的飞行路径信息， 以使得飞行器按照优化后的飞行路径信息进行飞行。
[0063] S209 , 分别检测编队集群中各个飞行器是否到达下一目标队形中对应的第二标 定点， 若是， 控制对应飞行器悬停； 以及判断编队集群中全部飞行器是否均到 达下一目标队形中对应的第二标定点； 若是， 更新当前队形和下一目标队形， 启动新的队形变换任务。
[0064] 可以理解的是， 本实施例中步骤 S207、 S209的执行不限于上述顺序， 两部分还 可并行执行。
[0065] 本发明实施例中， 启动新的队形变换任务之后， 执行新的队形变换过程参照上 述队形变换过程， 图中省略对该部分的示意。
[0066] 优选的， 在每一次队形变换过程中， 若判断出编队集群中全部飞行器均到达对 应的第二标定点的步骤之后。 还可启动预设的定吋器， 当所述定吋器的设定吋 间到吋， 启动下一个队形变换任务。 即实现在设定吋间内让编队集群中全部飞 行器保持队形不变， 提高编队展示效果。
[0067] 作为另一优选实施方式， 在每一次队形变换过程中， 在判断出编队集群中全部 飞行器均到达对应的第二标定点的步骤之后， 还可分别向编队集群中各个飞行 器发送亮灯指令， 所述各个飞行器在收到亮灯指令后， 控制飞行器上装配的指 示灯亮 /闪烁， 以进一步提高编队展示效果。
[0068] 作为另一优选实施方式， 在每一次队形变换的过程中， 还需根据各个飞行器的 当前状态信息识别飞行器是否进入返航状态； 若确定出编队集群中某飞行器进 入返航状态， 将该飞行器从编队集群中刪除， 以在后续的队形变换的过程中， 无需再判断对应的飞行器是否到达对应的位置。
[0069] 最后， 在完成全部编队任务吋 /或者操控人员需要结束编队飞行吋， 分别向编 队集群中各个飞行器发送返航指令； 对应的， 各个飞行器接收所述返航指令， 先返回到初始起飞点上空再降落。
[0070] 需要说明的是， 对于前述的各方法实施例， 为了简便描述， 将其都表述为一系 列的动作组合， 但是本领域技术人员应该知悉， 本发明并不受所描述的动作顺 序的限制， 因为依据本发明， 某些步骤可以采用其它顺序或者同吋进行。
[0071] 基于与上述实施例中的实现编队飞行的方法相同的思想， 本发明还提供实现编 队飞行的装置， 该装置可用于执行上述实现编队飞行的方法。 为了便于说明， 实现编队飞行的装置实施例的结构示意图中， 仅仅示出了与本发明实施例相关 的部分， 本领域技术人员可以理解， 图示结构并不构成对装置的限定， 可以包 括比图示更多或更少的部件， 或者组合某些部件， 或者不同的部件布置。
[0072] 图 4为本发明一实施例的实现编队飞行的装置的示意性结构图； 如图 4所示， 本 实施例的实现编队飞行的装置包括： 位置识别模块 410、 路径规划模块 420、 路 径信息发送模块 430， 各模块详述如下：
[0073] 上述位置识别模块 410， 用于在启动队形变换任务吋， 获取第一标定点在地图 中的第一位置信息、 第二标定点在地图中的第二位置信息； 所述第一标定点、 第二标定点分别属于第一队形、 第二队形中的点；
[0074] 路径规划模块 420， 用于根据所述第一位置信息、 第二位置信息规划由第一队 形变换到第二队形的飞行路径；
[0075] 路径发信息送模块 430， 用于分别向编队集群中各个飞行器发送对应的飞行路 径信息， 使得编队集群中各个飞行器按照对应的飞行路径信息飞行以进行队形 变换。
[0076] 作为一优选实施方式， 所述的实现编队飞行的装置还包括： 解锁控制模块 440 ， 用于获取预设的起始目标位置信息并生成对应的解锁起飞指令； 还用于分别 向编队集群中各个飞行器发送所述解锁起飞指令， 使得各个飞行器按照预设的 起飞吋间差 /起飞高度差先后解锁并飞行到对应的起始目标位置。
[0077] 作为一优选实施方式， 所述的实现编队飞行的装置还包括： 集群构建模块 450 ， 用于分别向关联的多个飞行器发送连接指令， 以请求获取各个飞行器的初始 状态信息以及初始位置信息； 还用于接收各个飞行器对所述连接指令的响应信 息； 根据飞行器的初始状态信息判断各个飞行器是否满足编队飞行条件， 并根 据满足编队飞行条件的飞行器组建编队集群。 对应的， 所述位置识别模块 410， 还用于将所述编队集群中的各个飞行器的初始位置标记显示在地图上。
[0078] 作为一优选实施方式， 所述位置识别模块 410， 还用于按照设定的第一吋间周 期接收编队集群中各个飞行器的当前位置信息； 并根据各个飞行器的当前位置 动态更新其在地图上的标记显示位置。
[0079] 作为一优选实施方式， 所述的实现编队飞行的装置还包括： 路径优化模块 460 ， 用于根据接收到的编队集群中各个飞行器的当前位置信息， 检测飞行器两两 之间的距离是否小于等于设定阈值； 若是， 对对应的两飞行器的飞行路径进行 优化； 对应的， 所述路径信息发送模块 430， 还用于向对应的两飞行器分别发送 优化后的飞行路径信息。
[0080] 作为一优选实施方式， 所述的实现编队飞行的装置还包括： 任务启动模块 470 ， 用于根据接收到的编队集群中各个飞行器的当前位置信息， 分别检测各个飞 行器是否到达对应的第二标定点， 若是， 控制对应飞行器悬停； 以及用于判断 编队集群中全部飞行器是否均到达对应的第二标定点； 若是， 启动新的队形变 换任务。
[0081] 进一步的， 所述任务启动模块 470中包括定吋单元， 所述定吋单元用于在判断 出编队集群中全部飞行器均到达对应的第二标定点之后， 启动预设的定吋器， 当所述定吋器的设定吋间到吋， 启动新的队形变换任务。
[0082] 进一步的， 所述任务启动模块 470中包括亮灯控制单元， 所述亮灯控制单元， 用于在判断出编队集群中全部飞行器均到达对应的第二标定点之后， 分别向编 队集群中各个飞行器发送亮灯指令， 使得所述各个飞行器在接收到所述亮灯指 令之后控制其搭载指示灯亮 /闪烁。
[0083] 作为一优选实施方式， 所述的实现编队飞行的装置还包括： 集群更新模块 （图 中未示出） ， 用于按照第二吋间周期接收编队集群中各个飞行器的当前状态信 息， 根据当前状态信息识别飞行器是否进入返航状态； 若确定出编队集群中某 飞行器进入返航状态， 将该飞行器从编队集群中剔除， 使该飞行器不参与之后 的队形变换任务。
[0084] 作为一优选实施方式， 所述的实现编队飞行的装置还包括： 返航控制模块 480 ， 用于分别向编队集群中各个飞行器发送返航指令， 使得各个飞行器在收到返 航指令之后飞回起飞点上空然后降落。
[0085] 需要说明的是， 上述示例的实现编队飞行的装置的实施方式中， 各模块 /单元 之间的信息交互、 执行过程等内容， 由于与本发明前述方法实施例基于同一构 思， 其带来的技术效果与本发明前述方法实施例相同， 具体内容可参见本发明 方法实施例中的叙述， 此处不再赘述。
[0086] 此外， 上述示例的实现编队飞行的装置的实施方式中， 各功能模块的逻辑划分 仅是举例说明， 实际应用中可以根据需要， 例如出于相应硬件的配置要求或者 软件的实现的便利考虑， 将上述功能分配由不同的功能模块完成， 即将所述实 现编队飞行的装置的内部结构划分成不同的功能模块， 以完成以上描述的全部 或者部分功能。 其中各功能模既可以采用硬件的形式实现， 也可以采用软件功 能模块的形式实现。
[0087] 本领域普通技术人员可以理解， 实现上述实施例方法中的全部或部分流程， 是 可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成， 所述的程序形成一个独立的软 件模块， 作为独立的产品销售或使用。 所述程序在执行吋， 可执行如上述各方 法的实施例的全部或部分步骤。 其中， 所述的软件模块为应用软件 （Application ， APP) 。
[0088] 在上述实施例中， 对各个实施例的描述都各有侧重， 某个实施例中没有详述的 部分， 可以参见其它实施例的相关描述。 可以理解， 其中所使用的术语"第一"、 "第二"等在本文中用于区分对象， 但这些对象不受这些术语限制。
[0089] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式， 不能理解为对本发明专利范 围的限制。 应当指出的是， 对于本领域的普通技术人员来说， 在不脱离本发明 构思的前提下， 还可以做出若干变形和改进， 这些都属于本发明的保护范围。 因此， 本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
工业实用性
[0090] 本发明实施例通过在启动队形变换任务之后， 获取第一标定点在地图中的第一 位置信息、 第二标定点在地图中的第二位置信息； 所述第一标定点、 第二标定 点分别属于第一队形、 第二队形中的点； 根据所述第一位置信息、 第二位置信 息规划由第一队形变换到第二队形的飞行路径； 分别向编队集群中各个飞行器 发送对应的飞行路径信息， 从而使得编队集群中各个飞行器按照对应的飞行路 径信息飞行以进行队形变换。 由于采用分别与各个飞行器独立通信的方式， 充 分发挥了各个飞行路的自主性， 还为控制编队任务提供了方便。 因此， 具有工 业实用性。

Claims

权利要求书
[权利要求 1] 一种实现编队飞行的方法， 包括：
启动队形变换任务， 获取第一标定点在地图中的第一位置信息、 第二 标定点在地图中的第二位置信息； 所述第一标定点、 第二标定点分别 属于第一队形、 第二队形中的点；
根据所述第一位置信息、 第二位置信息规划由第一队形变换到第二队 形的飞行路径；
分别向编队集群中各个飞行器发送对应的飞行路径信息， 使得编队集 群中各个飞行器按照对应的飞行路径信息飞行以进行队形变换。
[权利要求 2] 根据权利要求 1所述的实现编队飞行的方法， 其中， 还包括：
获取预设的起始目标位置信息并生成对应的解锁起飞指令； 分别向编队集群中各个飞行器发送所述解锁起飞指令， 使得各个飞行 器按照预设的起飞吋间差 /起飞高度差先后解锁并飞行到对应的起始 目标位置。
[权利要求 3] 根据权利要求 1所述的实现编队飞行的方法， 其中， 还包括：
分别向关联的多个飞行器发送连接指令， 请求获取各个飞行器的初始 状态信息以及初始位置信息；
接收各个飞行器对所述连接指令的响应信息， 根据飞行器的初始状态 信息判断各个飞行器是否满足预设的编队飞行条件； 并根据满足编队 飞行条件的飞行器组建编队集群；
将所述编队集群中的各个飞行器的初始位置标记显示在地图上。
[权利要求 4] 根据权利要求 1所述的实现编队飞行的方法， 其中， 分别向编队集群 中各个飞行器发送对应的飞行路径信息的步骤之后还包括： 按照设定的第一吋间周期接收编队集群中各个飞行器的当前位置信息 ， 并根据各个飞行器的当前位置动态更新其在地图上的标记显示位置
[权利要求 5] 根据权利要求 4所述的实现编队飞行的方法， 其中， 按照设定的第一 吋间周期接收编队集群中各个飞行器的当前位置信息的步骤之后还包 括：
检测编队集群中飞行器两两之间的距离是否小于等于设定阈值； 若是 ， 对对应的两飞行器的飞行路径进行优化， 并向对应的两飞行器分别 发送优化后的飞行路径信息。
根据权利要求 4所述的实现编队飞行的方法， 其中， 按照设定的第一 吋间周期接收编队集群中各个飞行器的当前位置信息的步骤之后还包 括：
分别检测编队集群中各个飞行器是否到达对应的第二标定点， 若是， 控制对应飞行器悬停；
判断编队集群中全部飞行器是否均到达对应的第二标定点； 若是， 启 动新的队形变换任务。
根据权利要求 6所述的实现编队飞行的方法， 其中， 若判断出编队集 群中全部飞行器均到达对应的第二标定点的步骤之后、 启动新的队形 变换任务之前还包括：
启动预设的定吋器， 判断所述定吋器的设定吋间是否到来， 若是， 启 动新的队形变换任务。
根据权利要求 6所述的实现编队飞行的方法， 其中， 若判断出编队集 群中全部飞行器均到达对应的第二标定点的步骤之后还包括： 分别向编队集群中各个飞行器发送亮灯指令， 使得所述各个飞行器在 接收到所述亮灯指令之后控制其搭载的指示灯亮 /闪烁。
根据权利要求 1所述的实现编队飞行的方法， 其中， 分别向编队集群 中各个飞行器发送对应的飞行路径信息的步骤之后还包括： 按照设定的第二吋间周期接收编队集群中各个飞行器的当前状态信息
， 根据当前状态信息判断飞行器是否进入返航状态；
若确定出某飞行器进入返航状态， 将该飞行器从编队集群中剔除， 使 该飞行器不参与之后的队形变换任务。
根据权利要求 1所述的实现编队飞行的方法， 其中， 还包括： 分别向编队集群中各个飞行器发送返航指令， 使得各个飞行器在收到 所述返航指令之后先返回到初始起飞点上空再降落。
一种实现编队飞行的装置， 包括：
位置识别模块， 用于在启动队形变换任务吋， 获取第一标定点在地图 中的第一位置信息、 第二标定点在地图中的第二位置信息； 所述第一 标定点、 第二标定点分别属于第一队形、 第二队形中的点； 路径规划模块， 用于根据所述第一位置信息、 第二位置信息规划由第 一队形变换到第二队形的飞行路径；
路径信息发送模块， 用于分别向编队集群中各个飞行器发送对应的飞 行路径信息， 使得编队集群中各个飞行器按照对应的飞行路径信息飞 行以进行队形变换。
根据权利要求 11所述的实现编队飞行的装置， 其中， 还包括： 解锁控制模块， 用于获取预设的起始目标位置信息， 生成对应的解锁 起飞指令； 还用于分别向编队集群中各个飞行器发送所述解锁起飞指 令， 使得各个飞行器按照预设的起飞吋间差 /起飞高度差先后解锁并 飞行到对应的起始目标位置。
根据权利要求 11所述的实现编队飞行的装置， 其中， 还包括： 集群构建模块， 用于分别向关联的多个飞行器发送连接指令， 请求获 取各个飞行器的初始状态信息以及初始位置信息；
所述集群构建模块， 还用于接收各个飞行器对所述连接指令的响应信 息； 根据飞行器的初始状态信息判断各个飞行器是否满足预设的编队 飞行条件， 并根据满足编队飞行条件的飞行器组建编队集群； 所述位置识别模块， 还用于将所述编队集群中的各个飞行器的初始位 置标记显示在地图上。
根据权利要求 11所述的实现编队飞行的装置， 其中， 还包括： 所述位置识别模块， 还用于按照设定的第一吋间周期接收编队集群中 各个飞行器的当前位置信息； 并根据各个飞行器的当前位置动态更新 其在地图上的标记显示位置。
根据权利要求 14所述的实现编队飞行的装置， 其中， 还包括： 路径优化模块， 用于根据接收到的编队集群中各个飞行器的当前位置 信息， 检测飞行器两两之间的距离是否小于等于设定阈值； 若是， 对 对应的两飞行器的飞行路径进行优化；
所述路径信息发送模块， 还用于向对应的两飞行器分别发送优化后的 飞行路径信息。
[权利要求 16] 根据权利要求 14所述的实现编队飞行的装置， 其中， 还包括：
任务启动模块， 用于根据接收到的编队集群中各个飞行器的当前位置 信息， 分别检测各个飞行器是否到达对应的第二标定点， 若是， 控制 对应飞行器悬停；
所述任务启动模块， 还用于判断编队集群中全部飞行器是否均到达对 应的第二标定点； 若是， 启动新的队形变换任务。
[权利要求 17] 根据权利要求 16所述的实现编队飞行的装置， 其中， 所述任务启动模 块中包括定吋单元，
所述定吋单元用于在判断出编队集群中全部飞行器均到达对应的第二 标定点之后， 启动预设的定吋器， 启动预设的定吋器， 判断所述定吋 器的设定吋间是否到来， 若是， 启动新的队形变换任务。
[权利要求 18] 根据权利要求 16所述的实现编队飞行的装置， 其中， 所述任务启动模 块中包括亮灯控制单元，
所述亮灯控制单元， 用于在判断出编队集群中全部飞行器均到达对应 的第二标定点之后， 分别向编队集群中各个飞行器发送亮灯指令， 使 得所述各个飞行器在接收到所述亮灯指令之后控制其搭载的指示灯亮 /闪烁。
[权利要求 19] 根据权利要求 11所述的实现编队飞行的装置， 其中， 还包括：
集群更新模块， 用于按照设定的第二吋间周期接收编队集群中各个飞 行器的当前状态信息， 根据当前状态信息识别飞行器是否进入返航状 态； 若确定出编队集群中某飞行器进入返航状态， 将该飞行器从编队 集群中剔除， 使该飞行器不参与之后的队形变换任务。
[权利要求 20] 根据权利要求 11所述的实现编队飞行的装置， 其中， 还包括： 返航控制模块， 用于分别向编队集群中各个飞行器发送返航指令， 使 得各个飞行器在收到所述返航指令之后先返回到初始起飞点上空再降 落。
[权利要求 21] —种实现编队飞行的系统， 包括组成编队集群的飞行器、 控制飞行器 的控制终端， 所述飞行器与所述控制终端通信连接；
所述控制终端中预设有显示模块和应用软件， 所述应用软件能够建立 编队飞行任务， 所述显示模块能够显示该编队飞行任务信息； 其中， 所述应用软件包括位置识别模块、 路径规划模块以及路径信息发送模 块；
所述位置识别模块用于启动队形变换任务， 获取第一标定点在地图中 的第一位置信息、 第二标定点在地图中的第二位置信息； 所述第一标 定点、 第二标定点分别属于第一队形、 第二队形中的点； 根据所述第 一位置信息、 第二位置信息规划由第一队形变换到第二队形的飞行路 径； 所述路径信息发送模块用于分别向编队集群中各个飞行器发送对 应的飞行路径信息；
所述飞行器用于接收所述飞行路径信息， 并按照对应的飞行路径信息 飞行以进行队形变换。
[权利要求 22] 根据权利要求 21所述的实现编队飞行的系统， 其中， 还包括用于建立 所述飞行器与所述控制终端的通信连接的中继设备。
PCT/CN2017/091898 2016-08-06 2017-07-05 实现编队飞行的方法、装置及系统 WO2018028358A1 (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610641396.7 2016-08-06
CN201610641396.7A CN107092270A (zh) 2016-08-06 2016-08-06 实现编队飞行的方法、装置及系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018028358A1 true WO2018028358A1 (zh) 2018-02-15

Family

ID=59645991

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/CN2017/091898 WO2018028358A1 (zh) 2016-08-06 2017-07-05 实现编队飞行的方法、装置及系统

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN107092270A (zh)
WO (1) WO2018028358A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114237298A (zh) * 2021-12-21 2022-03-25 中国人民解放军海军航空大学 一种无人机编队飞行中僚机跟随长机的控制方法及系统
CN114594786A (zh) * 2022-01-25 2022-06-07 北京航空航天大学 基于离散系统的异构分布式集群系统编队控制算法
CN115062207A (zh) * 2022-03-31 2022-09-16 亿航智能设备（广州）有限公司 一种数据获取方法及系统
US11809176B2 (en) 2020-12-16 2023-11-07 Rockwell Collins, Inc. Formation management and guidance system and method for automated formation flight

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109960270A (zh) * 2017-12-14 2019-07-02 辽宁壮龙无人机科技有限公司 一种确定无人机飞行路径的方法及装置
CN108508911A (zh) * 2018-03-14 2018-09-07 广州亿航智能技术有限公司 无人机编队飞行控制方法及无人机
CN108181927A (zh) * 2018-03-14 2018-06-19 广州亿航智能技术有限公司 无人机编队表演控制的方法、装置及存储介质
CN108733074A (zh) * 2018-05-23 2018-11-02 南京航空航天大学 一种基于匈牙利算法的多无人机编队航迹规划方法
CN108563240B (zh) * 2018-07-26 2020-09-29 电子科技大学 一种大规模微型无人机的编队及控制方法
CN108983818B (zh) * 2018-08-10 2021-05-11 电子科技大学 基于虚拟结构的无人机队形变换方法
CN110377057A (zh) * 2019-08-28 2019-10-25 诸葛嘉 一种无人机的编队飞行组织方法及控制终端
CN110687917A (zh) * 2019-09-06 2020-01-14 哈尔滨工程大学 多无人艇分布式队形重构编队控制方法
CN111884817B (zh) * 2020-08-18 2022-08-09 重庆交通大学 一种分布式无人机集群网络安全通信的实现方法
CN112099531B (zh) * 2020-10-19 2023-04-07 中国空气动力研究与发展中心 一种分布式无人机编队队形变换方法
CN112362061A (zh) * 2020-10-21 2021-02-12 一飞(海南)科技有限公司 集群无人机路径指派方法、控制系统、存储介质及无人机
CN112666968A (zh) * 2020-11-19 2021-04-16 一飞(海南)科技有限公司 集群表演动态舞步切换方法、飞行器、控制终端及存储介质
CN112631323B (zh) * 2020-11-19 2023-10-31 一飞(海南)科技有限公司 集群无人机分组指派方法、系统、控制器、介质及终端
CN112584349A (zh) * 2020-11-27 2021-03-30 一飞(海南)科技有限公司 一种编队多套舞步飞行切换方法、系统、存储介质及终端
CN112742028B (zh) * 2021-01-22 2024-05-21 中国人民解放军国防科技大学 一种对抗博弈的编队决策方法、系统、介质及设备

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090030566A1 (en) * 2005-01-24 2009-01-29 International Business Machines Corporation Navigating UAVs In Formation
CN103246204A (zh) * 2013-05-02 2013-08-14 天津大学 多无人机系统仿真与验证方法与装置
US20140249693A1 (en) * 2013-02-15 2014-09-04 Disney Enterprises, Inc. Controlling unmanned aerial vehicles as a flock to synchronize flight in aerial displays
CN104166874A (zh) * 2013-05-06 2014-11-26 北京理工大学 一种基于遗传算法的目标选择规划方法
CN104820431A (zh) * 2015-05-08 2015-08-05 西北工业大学 多无人机集群对地观测系统及其编队控制方法
US9104201B1 (en) * 2012-02-13 2015-08-11 C&P Technologies, Inc. Method and apparatus for dynamic swarming of airborne drones for a reconfigurable array
CN104914875A (zh) * 2015-05-07 2015-09-16 余江 一种多飞行设备协同飞行的控制方法及控制装置
CN105223964A (zh) * 2015-09-28 2016-01-06 沈阳航空航天大学 一种用于无人机编队飞行的控制系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090030566A1 (en) * 2005-01-24 2009-01-29 International Business Machines Corporation Navigating UAVs In Formation
US9104201B1 (en) * 2012-02-13 2015-08-11 C&P Technologies, Inc. Method and apparatus for dynamic swarming of airborne drones for a reconfigurable array
US20140249693A1 (en) * 2013-02-15 2014-09-04 Disney Enterprises, Inc. Controlling unmanned aerial vehicles as a flock to synchronize flight in aerial displays
CN103246204A (zh) * 2013-05-02 2013-08-14 天津大学 多无人机系统仿真与验证方法与装置
CN104166874A (zh) * 2013-05-06 2014-11-26 北京理工大学 一种基于遗传算法的目标选择规划方法
CN104914875A (zh) * 2015-05-07 2015-09-16 余江 一种多飞行设备协同飞行的控制方法及控制装置
CN104820431A (zh) * 2015-05-08 2015-08-05 西北工业大学 多无人机集群对地观测系统及其编队控制方法
CN105223964A (zh) * 2015-09-28 2016-01-06 沈阳航空航天大学 一种用于无人机编队飞行的控制系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ZELINSKI, SHANNON ET AL.: "Optimization-based Formation Reconfiguration Planning For Autonomous Vehicles", PROCEEDINGS OF THE 2003 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON ROBOTICS & AUTOMATION, 19 September 2003 (2003-09-19), pages 3758 - 3763, XP055461578 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11809176B2 (en) 2020-12-16 2023-11-07 Rockwell Collins, Inc. Formation management and guidance system and method for automated formation flight
CN114237298A (zh) * 2021-12-21 2022-03-25 中国人民解放军海军航空大学 一种无人机编队飞行中僚机跟随长机的控制方法及系统
CN114237298B (zh) * 2021-12-21 2024-04-05 中国人民解放军海军航空大学 一种无人机编队飞行中僚机跟随长机的控制方法及系统
CN114594786A (zh) * 2022-01-25 2022-06-07 北京航空航天大学 基于离散系统的异构分布式集群系统编队控制算法
CN114594786B (zh) * 2022-01-25 2024-06-07 北京航空航天大学 基于离散系统的异构分布式集群系统编队控制算法
CN115062207A (zh) * 2022-03-31 2022-09-16 亿航智能设备（广州）有限公司 一种数据获取方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN107092270A (zh) 2017-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018028358A1 (zh) 实现编队飞行的方法、装置及系统
KR101990886B1 (ko) 빅데이터 기반 자율 비행 드론 시스템 및 그 자율 비행 방법
JP7130210B2 (ja) 飛行管理システム
CN104615143B (zh) 无人机调度方法
CN104932525B (zh) 无人机的控制方法、装置、地面控制系统及无人机
US20200026720A1 (en) Construction and update of elevation maps
US20200372808A1 (en) Secure unmanned aerial vehicle flight planning
CN104503456B (zh) 基于4g通信的无人机控制装置与方法
US8626361B2 (en) System and methods for unmanned aerial vehicle navigation
US20140222248A1 (en) Unoccupied flying vehicle (ufv) coordination
CN105571588A (zh) 一种无人机三维空中航路地图构建及其航路显示方法
CN102582826B (zh) 一种四旋翼无人飞行器的驾驶方法和系统
CN104820431A (zh) 多无人机集群对地观测系统及其编队控制方法
KR20170004229A (ko) 무인 드론의 이착륙 제어 시스템 및 방법
US20140166816A1 (en) Automated hazard handling routine engagement
CN103176475A (zh) 一种无人机地面站
KR101177875B1 (ko) 컨트롤러의 자세 변화를 이용한 무인비행체 비행 제어 시스템 및 비행 제어 시스템의 운영방법
US20170146995A1 (en) System and method of controlling autonomous vehicles
CN104503462A (zh) 一种手机遥控与接收的无人机快递
WO2020059310A1 (ja) システム、管理装置及び飛行体
CN111694377B (zh) 无人机集群地面控制可视系统及控制方法
CN109557880A (zh) 一种基于无人机的生态巡检系统
CN107807670A (zh) 一种无人机集群飞行控制系统
CN106483980A (zh) 一种无人机跟随飞行的控制方法、装置及系统
CN106741875A (zh) 一种飞行搜救系统及方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17838488

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 31.07.2019)

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM XXXX DATED 31/07/2019)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17838488

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1