一种无人机编队的控制方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种无人机编队的控制方法、装置、设备及存储介质，方法包括：获取至少一个无人机采集的目标物体的局部特征点；根据各所述无人机相对所述目标物体的位置以及各所述无人机的姿态确定所述局部特征点在所述目标物体的全局特征点分布图中的位置；基于各所述无人机相对所述目标物体的位置以及所述局部特征点在所述全局特征点分布图中的位置控制各所述无人机的编队位置。本发明专利技术实施例的技术方案能够提高被测目标物体的信息获取量，从而提升对被测目标物体进行识别、扫描的效率以及对被测目标物体进行识别、扫描的精确度。

Control method, device, device and storage medium for UAV formation

The embodiment of the invention discloses a control method, device, device and storage medium for UAV formation, comprising: acquiring a local feature point of a target object collected by at least one UAV; determining the local feature according to the position of each UAV relative to the target object and the attitude of the UAV. The position of each UAV in the global feature point distribution map of the target object is controlled based on the position of each UAV relative to the target object and the position of the local feature point in the global feature point distribution map. The technical scheme of the embodiment of the invention can improve the information acquisition amount of the object under test, thereby improving the efficiency of identifying and scanning the object under test and the accuracy of identifying and scanning the object under test.

【技术实现步骤摘要】
一种无人机编队的控制方法、装置、设备及存储介质
本专利技术实施例涉及无人机操作领域，尤其涉及一种无人机编队的控制方法、装置、设备及存储介质。
技术介绍
无人机的研究在最近几年有了很大的进展，其体积小、重量轻、易维修等优点得到了广泛的推广，且利用无人机群的协同作业以执行更为复杂任务的要求逐渐成为无人机研究的趋势。现有的无人机群规划主要包括编队飞行与目标观察或打击等方法。编队飞行的任务目标是维持特定队形，目标观察打击的任务目标则是使无人机群尽量覆盖所有目标区域。编队方法侧重防止无人机碰撞以及个体位置安排，基本可分为三种框架：(1)基于行为控制的方法：机群个体的行为动作有保持距离、避障、朝目标前进等等，个体按照预定的逻辑规则去执行这些动作来实现编队控制。(2)基于人工势场的方法：在飞行区域内根据障碍物的位置、无人机的位置、以及目的地的位置构建一个势能场，无人机群的个体顺着其所处位置的势能梯度方向飞行，直到在场中找到势能场函数的平衡位置来实现编队控制。(3)基于长机-僚机的方法：僚机均对长机以特定的相对位置跟随，由此实现编队控制。目标观察打击方法则通常采用群体路径规划方法：通过优化方法给多个无人机分配目标，使得多个无人机覆盖多个目标所需的路径最短、代价最小。编队任务和目标观察打击任务有相通之处，而且通常混合执行(例如观察打击任务也会需要编队；而编队任务也可利用群体多路径规划方法、观察打击任务也可以利用人工势场方法等)。专利技术人在实现本专利技术的过程中，发现现有技术存在如下缺陷：基于行为控制的方法需要预先设定一系列条件逻辑，执行过程依赖于预定逻辑判断，不利于对意外的情况做出反应。基于人工势场的方法可以保证队形的自适应编队，但容易陷入势能函数的局部极值，导致其中的无人机困留在极值位置无法脱出，并且一般只能实现聚群编队，难以将任务信息添加到势能函数中。基于长机-僚机的方法实现简单，但依赖于长机的安全，且通常需要和其他方法结合。目标观察打击采用的群体多路径规划方法只考虑到达目标而不考虑目标的特征信息。综上，在目前所有的规划方法中，主要解决的问题是队形变换、队形稳定、防撞、避障以及达到目标等，都无法获取被测目标的最多信息，无法利用无人机集群提高对目标识别、扫描的效率和精确度。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种无人机群编队的控制方法、装置、设备及介质，提高被测目标物体的信息获取量，从而提升对被测目标物体进行识别、扫描的效率以及对被测目标物体进行识别、扫描的精确度。第一方面，本专利技术实施例提供了一种无人机编队的控制方法，包括：获取至少一个无人机采集的目标物体的局部特征点；根据各所述无人机相对所述目标物体的位置以及各所述无人机的姿态确定所述局部特征点在所述目标物体的全局特征点分布图中的位置；基于各所述无人机相对所述目标物体的位置以及所述局部特征点在所述全局特征点分布图中的位置控制各所述无人机的编队位置。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种无人机群编队的控制装置，包括：信息获取模块，用于获取至少一个无人机采集的目标物体的局部特征点；位置确定模块，用于根据各所述无人机相对所述目标物体的位置以及各所述无人机的姿态确定所述局部特征点在所述目标物体的全局特征点分布图中的位置；位置控制模块，用于基于各所述无人机相对所述目标物体的位置以及所述局部特征点在所述全局特征点分布图中的位置控制各所述无人机的编队位置。第三方面，本专利技术实施例还提供了一种设备，所述设备包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本专利技术任意实施例所提供的无人机编队的控制方法。所述设备还包括：机载传感器，用于采集目标物体的局部特征点。第四方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本专利技术任意实施例所提供的无人机编队的控制方法。本专利技术实施例通过各无人机相对目标物体的位置以及各无人机采集的目标物体的局部特征点在全局特征点分布图的位置，控制各无人机的编队位置，可以获取被测目标物体的更多信息，提高被测目标物体的信息获取量，从而提升对被测目标物体进行识别、扫描的效率以及对被测目标物体进行识别、扫描的精确度。附图说明图1是本专利技术实施例一提供的一种无人机编队的控制方法的流程图；图2是本专利技术实施例二提供的一种无人机编队的控制方法的流程图；图3是本专利技术实施例二提供的一种自组织控制无人机编队位置的示意图；图4是本专利技术实施例二提供的一种无人机编队位置变化前后视角变化的示意图；图5是本专利技术实施例三提供的一种无人机编队的控制装置的示意图；图6为本专利技术实施例四提供的一种设备的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。目前装载了摄像机或激光雷达的无人机常被用于对地面活动目标物体进行检测识别或者对大型目标物体进行三维扫描建模。单个无人机对目标物体的检测所需时间较长并且容易被环境遮挡。而利用多个无人机协作的方式则可以更快速、更全面的检测与扫描目标物体，本专利技术实施例应用于多个无人机协作检测、扫描目标物体的场景中。实施例一图1是本专利技术实施例一提供的一种无人机编队的控制方法的流程图，本实施例可适用于自动控制无人机编队以对目标物体全面检测识别或三维扫描建模，该方法可以由无人机编队的控制装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件的方式来实现，所述装置可以配置在地面控制设备中，也可以配置在目标无人机中，其中目标无人机可以是各无人机中的任意一个。如图1所示，该方法包括如下操作：S110、获取至少一个无人机采集的目标物体的局部特征点。其中，目标物体是位于地面的静止或活动的物体，例如汽车、山谷等。特征点指的是具有鲜明特性并能够有效反映目标物体本质特征且能够标识目标物体的点。目标物体的局部特征点指的是无人机针对目标物体局部范围内获取到的具有鲜明特性并能够有效反映目标物体本质特征，且能够标识目标物体的点。需要理解的是局部特征点其实是目标物体的特征点。例如，目标物体是汽车时，局部特征点可以是车轮上的特征点，车轮上的特征点其实就是汽车的特征点。在本专利技术实施例中，采用多个无人机协作的方式对目标物体的局部特征点进行采集，可以实现对目标物体的全面检测识别或三维扫描建模。可选的，无人机可以采用可见光摄像机、红外热成像摄像机、激光雷达或者其他一些类型的机载传感器等对目标物体进行采集，以获取目标物体的局部特征点。例如，通过传统摄像机作为机载传感器，各个无人机根据拍摄到的图像进行特征点提取与特征点个数计算，从而形成局部特征点。在本专利技术的一个可选实施例中，所述获取至少一个无人机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机编队的控制方法，其特征在于，包括：获取至少一个无人机采集的目标物体的局部特征点；根据各所述无人机相对所述目标物体的位置以及各所述无人机的姿态确定所述局部特征点在所述目标物体的全局特征点分布图中的位置；基于各所述无人机相对所述目标物体的位置以及所述局部特征点在所述全局特征点分布图中的位置控制各所述无人机的编队位置。

【技术特征摘要】
1.一种无人机编队的控制方法，其特征在于，包括：获取至少一个无人机采集的目标物体的局部特征点；根据各所述无人机相对所述目标物体的位置以及各所述无人机的姿态确定所述局部特征点在所述目标物体的全局特征点分布图中的位置；基于各所述无人机相对所述目标物体的位置以及所述局部特征点在所述全局特征点分布图中的位置控制各所述无人机的编队位置。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于各所述无人机相对所述目标物体的位置以及所述局部特征点在所述全局特征点分布图中的位置控制各所述无人机的编队位置，包括：根据所述局部特征点在所述全局特征点分布图中的位置，形成局部特征点分布图；在所述局部特征点分布图中，确定至少一个目标区域；其中，所述目标区域中局部特征点密度满足预设条件；根据各所述无人机相对所述目标物体的位置，确定与所述无人机匹配的目标区域；根据匹配结果更改各所述无人机的编队位置。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定与所述目标区域匹配的无人机，包括：将所述无人机与距离所述无人机最近的目标区域进行匹配。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：返回执行获取至少一个无人机采集的目标物体的局部特征点的操作，直至与各所述无人机的当前位置对应的局部特征点分布图与上一个局部特征点分布图相比，包括的新增局部特征点的数量为零；将各所述无人机的当前位置确定为最优编队位置。5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，在所述获取至少一个无人机采集的目标物体的局部特征点之前，还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝祁，马睿，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：广东,44