The invention relates to a path planning verification and multi-platform control system and method of a multi-task UAV, belonging to the technical field of UAV. The control system includes UAV and ground station. The control methods include: 1) Clustering analysis of N targets to be reconnaissance as data objects; 2) Path planning of targets to be reconnaissance within each cluster by ant colony algorithm; 3) Ground station operating system aims at achieving maximum total value of detection targets and minimum total flight distance, and 4) generating optimal clustering analysis; Path; 5) The ground station control system simulates and verifies the optimal path, and controls the UAV to fly according to the optimal path. The invention can automatically plan the flight path of an unmanned aerial vehicle (UAV), so that the UAV can obtain the greatest benefit in the process of executing the mission, at the same time, it can minimize the flight distance, shorten the flight time and improve the efficiency of the UAV in executing the mission.
【技术实现步骤摘要】
多任务无人机的路径规划校验与多平台控制系统及方法
本专利技术属于无人机
,具体涉及一种多任务无人机的路径规划校验与多平台控制系统及方法。
技术介绍
四轴飞行器近年来在农业植保、侦察探测、抢险救援、信息中继等领域得到广泛应用。然而传统的单一四轴飞行器在执行任务时会有很多的局限性:比如在航拍领域,但单飞行器进行航拍时只能得到一个视角的图像,不能全方位地进行监测;在快递运送领域,单架四轴飞行器运输量不足,如果做成大负载的四轴飞行器,在进行小量运输时又会造成资源浪费;在森林防火监测时单个四轴飞行器的监测效率低,监控范围与精度不足等。
技术实现思路
针对上述存在的技术问题,本专利技术提供一种多任务无人机的路径规划校验与多平台控制系统,包括:包括无人机和地面站;所述无人机包括飞控板、机载计算机、GPS模块、通讯模块和飞行器;所述飞控板分别与机载计算机、GPS模块和飞行器连接;所述通讯模块与飞控板连接;在进行最佳路径的仿真校验时,所述地面站与无人机的飞控板和机载计算机通过数据线连接;在进行多平台控制时,所述地面站与无人机的通讯模块之间建立通信链路总线。所述地面站为PC,其控制系统中包括目标规划系统、路径规划系统、多平台控制系统和基于jMAVSim模拟器和无人机数学模型的仿真系统。所述通讯模块采用433M无线模块。一种多任务无人机的路径规划校验与多平台控制系统的控制方法,采用上述的多任务无人机的路径规划校验与多平台控制系统,包括以下步骤:步骤1,在地面站的控制系统中建立基于K-Means方法的目标规划系统;将N个待侦察目标作为数据对象进行聚类分析,采用K-Means方法 ...
【技术保护点】
1.一种多任务无人机的路径规划校验与多平台控制系统,其特征在于,包括:包括无人机和地面站;所述无人机包括飞控板、机载计算机、GPS模块、通讯模块和飞行器;所述飞控板分别与机载计算机、GPS模块和飞行器连接;所述通讯模块与飞控板连接;在进行最佳路径的仿真校验时,所述地面站与无人机的飞控板和机载计算机通过数据线连接;在进行多平台控制时,所述地面站与无人机的通讯模块之间建立通信链路总线。
【技术特征摘要】
1.一种多任务无人机的路径规划校验与多平台控制系统,其特征在于,包括:包括无人机和地面站;所述无人机包括飞控板、机载计算机、GPS模块、通讯模块和飞行器;所述飞控板分别与机载计算机、GPS模块和飞行器连接;所述通讯模块与飞控板连接;在进行最佳路径的仿真校验时,所述地面站与无人机的飞控板和机载计算机通过数据线连接;在进行多平台控制时,所述地面站与无人机的通讯模块之间建立通信链路总线。2.根据权利要求1所述的多任务无人机的路径规划校验与多平台控制系统,其特征在于,所述地面站为PC,其控制系统中包括目标规划系统、路径规划系统、多平台控制系统和基于jMAVSim模拟器和无人机数学模型的仿真系统。3.根据权利要求1所述的多任务无人机的路径规划校验与多平台控制系统,其特征在于,所述通讯模块采用433M无线模块。4.一种多任务无人机的路径规划校验与多平台控制系统的控制方法,其特征在于,采用权利要求2所述的多任务无人机的路径规划校验与多平台控制系统,包括以下步骤:步骤1,在地面站的控制系统中建立基于K-Means方法的目标规划系统;将N个待侦察目标作为数据对象进行聚类分析,采用K-Means方法,包括以下步骤:步骤1.1,从N个数据对象中任意选择L个数据对象作为聚类中心;步骤1.2,将聚类中心以外的L-N个数据对象作为聚类对象,计算每个聚类对象与各个初始聚类中心的距离,并将每个聚类对象归类于距离其最近的初始聚类中心,得到L个聚类;步骤1.3,对每一个聚类,求聚类中所有数据对象的平均中心;步骤1.4,计算聚类的平均中心和聚类中心的距离;如果距离小于阈值,则终止计算,得到L个聚类;否则,将平均中心作为聚类中心,返回步骤1.2;步骤2,在地面站的控制系统中建立基于蚁群算法的路径规划系统;采用蚁群算法对各聚类内的待侦察目标进行路径规划;步骤2.1,针对L个聚类中任意一个聚类l,包括C个待侦察目标,将各个待侦查目标的位置设置在路径规划系统中;路径规划系统中,所有目标之间两两生成连线,作为无人机从某一目标出发时可选择的路径,即两点路径;为该路径赋予相应的信息素浓度初值Di;信息素浓度初值Di与两点路径上作为起点的目标的自身价值Vj成正比关系,即Di=k×Vj,其中k为比例系数;步骤2.2,所述聚类l包括D个无人机起飞基地和布置在各个无人机起飞基地的E架无人机;将距离每个无人机起飞基地最近的目标设为起始目标,得到与每个无人机起飞基地对应的D个起始目标;控制各个无人机起飞基地的E架无人机飞行至对应的各个起始目标上;步骤2.3,控制各个无人机从自身所在的目标随机的向其它目标飞行,并设定其不会飞至本步骤中已经过的目标,具体控制方法为:无人机从起始目标上出发,飞行至下一目标;无人机在任意目标上,均有C-1条可选的两点路径,选择其中任意一条指向其尚未到达过的目标的两点路径;当无人机遍历过全部的C个待侦察目标后,将其经过的C-1条两点路径进行记录并整合为一条完整路径,回归起始目标;反复执行上述内容,得到若干条完整路径,直至实验结束;无人机的飞行过程中,在经过的两点路径上释放信息素,随着时间推移,信息素会逐渐消散;该段两点路径的实际信息素浓度为信息素浓度初值Di在信息素的释放与消散共同作用后结果;因此,某一两点路径上无人机越多,其实际信息素浓度越高;路径规划系统根据实际信息素浓度情况,控制各个...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈明非,宋金贵,白宇龙,周文雅,丛闯闯,孙昕,
申请(专利权)人:辽宁壮龙无人机科技有限公司,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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