一种无人系统集群的编队控制方法、装置及系统制造方法及图纸

本申请公开了一种无人系统集群的编队控制方法，包括：接收无人系统节点上的定位传感器发送的当前位置和速度传感器发送的当前速度；分别与无人系统集群中的其他无人系统节点上的控制器进行通信，以便共享各自的编队信息；编队信息包括当前位置和当前速度和目标位置和目标速度；根据编队信息对无人系统节点进行路径规划；根据路径规划的结果生成驱动信号并发送至无人系统节点的驱动系统，直至无人系统节点在运动至目标位置后以目标速度稳定运行。本申请采用分布式控制对无人系统集群的编队队形进行调节，可有效提高控制效率，改善编队控制效果。本申请还公开了一种无人系统集群的编队控制装置、系统及计算机可读存储介质，也具有上述有益效果。

Formation control method, device and system for unmanned system cluster

The present application discloses a formation control method for an unmanned system cluster, which includes receiving the current position and speed sensor sent by the positioning sensor on the unmanned system node and communicating with the controller on other unmanned system nodes in the unmanned system cluster respectively in order to share their respective formation. Information; formation information includes current position, current speed, target position and target speed; path planning of unmanned system nodes is carried out based on formation information; driving signals are generated according to the results of path planning and sent to the drive system of unmanned system nodes until the unmanned system nodes move to the target position. Stable operation of standard speed. This application uses distributed control to adjust the formation of UAS cluster, which can effectively improve the control efficiency and the formation control effect. The application also discloses a formation control device, system and computer readable storage medium of an unmanned system cluster, which also has the above beneficial effects.

【技术实现步骤摘要】
一种无人系统集群的编队控制方法、装置及系统
本申请涉及无人系统
，特别涉及一种无人系统集群的编队控制方法、装置、系统及计算机可读存储介质。
技术介绍
随着信息技术和电子技术的不断进步与发展，无人系统技术已经在农业、工业、军事等领域中得到广泛应用。在某些无人系统技术的一些应用场景中，往往需要使用多个无人系统装备进行同时作业，每一个无人系统装备都作为一个节点，它们在总体上构成了一个无人系统集群。而在进行集群作业时，必不可少地需要对集群整体进行编队控制。现有技术中的编队控制方法往往是采用传统的集中式控制，使得整体的控制效率低下、控制不及时，令整个无人系统集群的编队队形的控制效果并不理想。由此可见，采用何种无人系统集群的编队控制方法，以便有效地提高控制效率、改善编队控制效果，是本领域技术人员所亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种无人系统集群的编队控制方法、装置、系统及计算机可读存储介质，以便有效地提高控制效率、改善编队控制效果。为解决上述技术问题，本申请提供一种无人系统集群的编队控制方法，应用于所述无人系统集群中的无人系统节点上的控制器，所述无人系统节点安装有定位传感器和速度传感器；所述编队控制方法包括：接收所述无人系统节点上的所述定位传感器发送的当前位置和所述速度传感器发送的当前速度；分别与所述无人系统集群中的其他所述无人系统节点上的所述控制器进行通信，以便共享各自的编队信息；所述编队信息包括所述当前位置和所述当前速度和目标位置和目标速度；所述目标位置和所述目标速度由主控制器在根据用户输入的编队队形指令调用对应的编队控制算法之后，根据所述无人系统节点的初始位置和初始速度计算生成，并发送至所述无人系统节点的所述控制器；根据所述编队信息对所述无人系统节点进行路径规划；根据所述路径规划的结果生成驱动信号并发送至所述无人系统节点的驱动系统，直至所述无人系统节点在运动至所述目标位置后以所述目标速度稳定运行。可选地，所述编队信息还包括安装在所述无人系统节点上的图像传感器所拍摄的环境图像；所述根据所述编队信息对所述无人系统节点进行路径规划包括：从所述环境图像中提取所述无人系统节点所处环境的障碍物信息；根据所述障碍物信息和所述当前位置和所述当前速度和所述目标位置和所述目标速度对所述无人系统节点进行避障路径规划。可选地，所述图像传感器为双目摄像头。可选地，所述主控制器为计算机处理器。可选地，所述定位传感器为GPS定位传感器。可选地，所述分别与所述无人系统集群中的其他所述无人系统节点上的所述控制器进行通信包括：分别与所述无人系统集群中的其他所述无人系统节点上的所述控制器进行无线通信。可选地，在所述接收所述无人系统节点上的所述定位传感器发送的当前位置和所述速度传感器发送的当前速度之后，还包括：将所述当前位置和所述当前速度发送至所述主控制器，以便所述主控制器生成显示指令，将所述无人系统节点的所述当前位置和所述当前速度在显示终端中进行显示。本申请还提供了一种无人系统集群的编队控制装置，应用于所述无人系统集群中的无人系统节点上的控制器，所述无人系统节点安装有定位传感器和速度传感器；所述编队控制装置包括：获取模块：用于接收所述无人系统节点上的所述定位传感器发送的当前位置和所述速度传感器发送的当前速度；接收主控制器在根据用户输入的编队队形指令调用对应的编队控制算法之后，根据所述无人系统节点的初始位置和初始速度计算生成并发送的目标位置和目标速度；通信模块：用于分别与所述无人系统集群中的其他所述无人系统节点上的所述控制器进行通信，以便共享各自的编队信息；所述编队信息包括所述当前位置和所述当前速度和所述目标位置和所述目标速度；路径规划模块：用于根据所述编队信息对所述无人系统节点进行路径规划；驱动模块：用于根据所述路径规划的结果生成驱动信号并发送至所述无人系统节点的驱动系统，直至所述无人系统节点在运动至所述目标位置后以所述目标速度稳定运行。本申请还提供了一种无人系统集群的编队控制系统，所述无人系统集群包括多个无人系统节点；所述编队控制系统包括主控制器、安装在所述无人系统节点上的控制器和定位传感器和速度传感器；所述定位传感器用于将所述无人系统节点的当前位置发送至所述控制器；所述速度传感器用于将所述无人系统节点的当前速度发送至所述控制器；所述主控制器用于根据用户输入的编队队形指令调用对应的编队控制算法，根据所述无人系统节点的初始位置和初始速度计算生成目标位置和目标速度，并发送至所述控制器；所述控制器用于分别与所述无人系统集群中的其他所述无人系统节点上的所述控制器进行通信，以便共享各自的编队信息；所述编队信息包括所述当前位置和所述当前速度和所述目标位置和所述目标速度；根据所述编队信息对所述无人系统节点进行路径规划；根据所述路径规划的结果生成驱动信号并发送至所述无人系统节点的驱动系统，直至所述无人系统节点在运动至所述目标位置后以所述目标速度稳定运行。本申请还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的任一种无人系统集群的编队控制方法的步骤。本申请所提供的无人系统集群的编队控制方法应用于无人系统集群中的无人系统节点上的控制器，包括：接收所述无人系统节点上的所述定位传感器发送的当前位置和所述速度传感器发送的当前速度；分别与所述无人系统集群中的其他所述无人系统节点上的所述控制器进行通信，以便共享各自的编队信息；所述编队信息包括所述当前位置和所述当前速度和目标位置和目标速度；所述目标位置和所述目标速度由主控制器在根据用户输入的编队队形指令调用对应的编队控制算法之后，根据所述无人系统节点的初始位置和初始速度计算生成，并发送至所述无人系统节点的所述控制器；根据所述编队信息对所述无人系统节点进行路径规划；根据所述路径规划的结果生成驱动信号并发送至所述无人系统节点的驱动系统，直至所述无人系统节点在运动至所述目标位置后以所述目标速度稳定运行。可见，相比于现有技术，本申请所提供的无人系统集群的编队控制方法中，通过令各无人系统节点的控制器彼此之间进行编队信息的共享，以便各控制器分别对本无人系统节点进行路径规划和驱动控制，即采用分布式控制的形式对无人系统集群的编队队形进行调节，从而可有效提高控制效率，改善编队控制效果。附图说明为了更清楚地说明现有技术和本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和本申请实施例描述中需要使用的附图作简要的介绍。当然，下面有关本申请实施例的附图描述的仅仅是本申请中的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图，所获得的其他附图也属于本申请的保护范围。图1为本申请所提供的一种无人系统集群的编队控制方法的流程图；图2为本申请所提供的一种无人系统集群的编队控制装置的结构框图；图3为本申请所提供的一种无人系统集群的编队控制系统的结构框图。具体实施方式本申请的核心在于提供一种无人系统集群的编队控制方法、装置、系统及计算机可读存储介质，以便有效地提高控制效率、改善编队控制效果。为了对本申请实施例中的技术方案进行更加清楚、完整地描述，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行介本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人系统集群的编队控制方法，应用于所述无人系统集群中的无人系统节点上的控制器，其特征在于，所述无人系统节点安装有定位传感器和速度传感器；所述编队控制方法包括：接收所述无人系统节点上的所述定位传感器发送的当前位置和所述速度传感器发送的当前速度；分别与所述无人系统集群中的其他所述无人系统节点上的所述控制器进行通信，以便共享各自的编队信息；所述编队信息包括所述当前位置和所述当前速度和目标位置和目标速度；所述目标位置和所述目标速度由主控制器在根据用户输入的编队队形指令调用对应的编队控制算法之后，根据所述无人系统节点的初始位置和初始速度计算生成，并发送至所述无人系统节点的所述控制器；根据所述编队信息对所述无人系统节点进行路径规划；根据所述路径规划的结果生成驱动信号并发送至所述无人系统节点的驱动系统，直至所述无人系统节点在运动至所述目标位置后以所述目标速度稳定运行。

【技术特征摘要】
1.一种无人系统集群的编队控制方法，应用于所述无人系统集群中的无人系统节点上的控制器，其特征在于，所述无人系统节点安装有定位传感器和速度传感器；所述编队控制方法包括：接收所述无人系统节点上的所述定位传感器发送的当前位置和所述速度传感器发送的当前速度；分别与所述无人系统集群中的其他所述无人系统节点上的所述控制器进行通信，以便共享各自的编队信息；所述编队信息包括所述当前位置和所述当前速度和目标位置和目标速度；所述目标位置和所述目标速度由主控制器在根据用户输入的编队队形指令调用对应的编队控制算法之后，根据所述无人系统节点的初始位置和初始速度计算生成，并发送至所述无人系统节点的所述控制器；根据所述编队信息对所述无人系统节点进行路径规划；根据所述路径规划的结果生成驱动信号并发送至所述无人系统节点的驱动系统，直至所述无人系统节点在运动至所述目标位置后以所述目标速度稳定运行。2.根据权利要求1所述的编队控制方法，其特征在于，所述编队信息还包括安装在所述无人系统节点上的图像传感器所拍摄的环境图像；所述根据所述编队信息对所述无人系统节点进行路径规划包括：从所述环境图像中提取所述无人系统节点所处环境的障碍物信息；根据所述障碍物信息和所述当前位置和所述当前速度和所述目标位置和所述目标速度对所述无人系统节点进行避障路径规划。3.根据权利要求2所述的编队控制方法，其特征在于，所述图像传感器为双目摄像头。4.根据权利要求3所述的编队控制方法，其特征在于，所述主控制器为计算机处理器。5.根据权利要求4所述的编队控制方法，其特征在于，所述定位传感器为GPS定位传感器。6.根据权利要求1至5任一项所述的编队控制方法，其特征在于，所述分别与所述无人系统集群中的其他所述无人系统节点上的所述控制器进行通信包括：分别与所述无人系统集群中的其他所述无人系统节点上的所述控制器进行无线通信。7.根据权利要求6所述的编队控制方法，其特征在于，在所述接收所述无人系统节点上的所述定位传感器发送的当前位置和所述速度传感器发送的当前速度之后，还包括：将所述当前位置和所述当前速度发送至所述主控制器，以便所述主控制器生成显示指令，将所述无人系统节点的所述当前位置和...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴元清，关依，鲁仁全，李鸿一，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44