基于视觉的无人机编队飞行控制方法技术

本发明专利技术提供了一种基于计算机视觉的无人机编队飞行控制方法和系统，即编队飞行过程中，将无人机编队奉行分解为多组长僚机的位置保持问题，对长机进行特征点布置，长机按预定的飞行航迹飞行，僚机通过视觉手段获得长机的位姿信息，通过解算僚机的导航定位指令，引导无人机进行实现编队飞行。本发明专利技术能有效提高无人机编队执行任务的能力，在通信受到干扰的复杂电磁环境或强拒止环境下具有很强的应用价值和广泛的应用前景。

Vision based UAV formation flight control method

【技术实现步骤摘要】
基于视觉的无人机编队飞行控制方法
本专利技术属于无人机飞行控制
，具体涉及一种无人机编队飞行控制方法。
技术介绍
无人驾驶飞机，简称为无人机。随着航空技术和电子技术的发展，无人机因其成本低、易控制等优势，广泛应用于军事与民用领域：敌情侦察、协同打击、地形勘探、地理测绘、线路巡检等。随着任务需求的多样性和复杂性，单架无人机执行任务的能力有限，生存能力受到极大的挑战，而多架无人机协同可以实现信息的互享和行动协调，实现单架无人机的任务扩展，提高任务执行的成功率。无人机编队协同能够使实现微小型无人机的效能最大化，不仅能够扩大其在军事领域的作战能力，也能在民用领域给国民经济带来巨大的推动作用。目前主要的无人机编队控制方法大体上有图论法、主从式(Leader-Follower)、基于行为法(Behavior-based)、虚拟结构法(VirtualStructure)以及一致性理论等，在进行编队飞行时，各无人机除了感知自身状态信息外，还需掌握相邻无人机状态信息。GPS/INS是获得自身状态的主要手段，通信则是获得相邻无人机状态的主要手段，但在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于视觉的无人机编队飞行控制方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1、根据编队队形需求，确定无人机编队长僚机，将多无人机编队问题分解为每组两架无人机之间的位置保持问题；/n步骤2、根据无人机的特征，在长僚机上布置特征点，作为视觉定位的参考点，在僚机上布置视觉设备。/n步骤3、僚机机载设备开机工作，锁定各自的长僚机，长僚机、僚机先后起飞，在指定的地点集合；/n步骤4、获得长僚机在地心坐标系下的位姿信息；/n步骤5、将步骤4中获取数据传递给僚机飞行控制系统，飞控根据编队需求，针对长僚机位置保持问题进行控制指令结算，引导僚机跟随长僚机按预定队形飞行；/n步骤6、每架僚机依据步骤5给出的位置指令...

【技术特征摘要】
1.基于视觉的无人机编队飞行控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、根据编队队形需求，确定无人机编队长僚机，将多无人机编队问题分解为每组两架无人机之间的位置保持问题；
步骤2、根据无人机的特征，在长僚机上布置特征点，作为视觉定位的参考点，在僚机上布置视觉设备。
步骤3、僚机机载设备开机工作，锁定各自的长僚机，长僚机、僚机先后起飞，在指定的地点集合；
步骤4、获得长僚机在地心坐标系下的位姿信息；
步骤5、将步骤4中获取数据传递给僚机飞行控制系统，飞控根据编队需求，针对长僚机位置保持问题进行控制指令结算，引导僚机跟随长僚机按预定队形飞行；
步骤6、每架僚机依据步骤5给出的位置指令跟随各自长僚机飞行，实现整个无人机的编队飞行，直至完成任务。


2.如权利要求1所述的基于视觉的无人机编队飞行控制方法，其特征在于，所述步骤5中编队控制指令的结算可根据长僚机的位置、姿态信息进行，具体如下：
假设无人机僚机和长僚机需要保持的距离为L，角度为θ，由于长僚机之间的高度差为其距离的5％～10％，可认为长僚机位于同一水平面内飞行，
t时刻僚机位置为
视觉设备测量的长僚机相对僚机位置为
t时刻长僚机位置
t-1时刻僚机位置为

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小庆，李彤，王波，朱得糠，孟志鹏，吕良，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11