基于光学编码LED航灯的无人机编队协同控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了基于光学编码LED航灯的无人机编队协同控制系统及方法，该系统包括视觉传感器、视觉计算机、编队控制计算机、飞行控制计算机、多个LED航灯，视觉编码模块将无人机身份信息及航向和轨迹信息编码为不同频率的闪烁灯光，由LED航灯发出频闪灯光，视觉传感器观测其视野内的其他无人机LED航灯所发出的频闪灯光信号，由视觉测量模块转换为数字信号，再由视觉解码模块用于提取数字信号中的编码信息，编队控制计算机根据上述编码信息给出维持编队所必须的飞行位置和航向控制指令。无人机编队中的各无人机均安装上述系统，编队中前方无人机发出的频闪灯光被后方无人机上的视觉测量模块观测并由视觉解码模块解码，从而实现信息在编队中的无人机之间传递。该系统及方法能够利用无人机载视觉传感器对其他无人机载的LED航灯进行跟踪实现编队飞行；同时利用LED航灯频闪的光学编码实现无人机间的命令和指令信息的传递，从而实现无人机编队的任务协同。

【技术实现步骤摘要】
基于光学编码LED航灯的无人机编队协同控制系统及方法
本专利技术涉及无人机
，特别涉及基于光学编码LED航灯的无人机编队协同控制系统及方法。
技术介绍
无人集群系统在灾害救援、应急物流等重大应急事件和经济民生中能够发挥不可替代作用，具有军民融合应用潜力。当前无人机集群理论和实际系统是建立在基于通信链路的多智能体信息一致性理论基础上，当面临干扰、复杂电磁环境、链路拥塞等通信受限甚至通信拒止的应用环境时，无人飞行器集群就面临丧失自组织协同的风险。因此，有必要发展基于视觉技术的通信受限条件下无人机集群感知与编队协同的技术手段，建立集群控制的备份能力。现有的无人机视觉技术可以通过标志识别方法实现编队队形保持，如专利CN108052110A，采用僚机机载双目视觉系统对长机机载LED灯阵列进行拍摄并计算相对距离及姿态从而实现长机和僚机间的无人机编队飞行。再如CN110703798A，通过在长机上布置LED灯等特征点，并在僚机上布置视觉设备对长机位姿进行解算从而保持编队队形。上述专利中的LED灯没有进行编码频闪，不能在无人机之间传输命令本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于光学编码LED航灯的无人机编队协同控制系统，其特征在于：系统包括视觉传感器、视觉计算机、编队控制计算机、飞行控制计算机、多个LED航灯，其中：/n所述的视觉计算机包括视觉测量模块、视觉解码模块、视觉编码模块；/n所述的视觉编码模块用于将无人机身份信息及航向和轨迹信息编码为不同频率的闪烁灯光；/n所述的LED航灯用于发出由视觉编码模块进行编码的频闪灯光；/n所述的视觉传感器用于观测其视野内的其他无人机LED航灯所发出的频闪灯光信号；/n所述的视觉测量模块用于将频闪灯光信号转换为数字信号；/n所述的视觉解码模块用于提取数字信号中的编码信息；/n所述的编队控制计算机根据上述编码信息给出维持编...

【技术特征摘要】
1.基于光学编码LED航灯的无人机编队协同控制系统，其特征在于：系统包括视觉传感器、视觉计算机、编队控制计算机、飞行控制计算机、多个LED航灯，其中：
所述的视觉计算机包括视觉测量模块、视觉解码模块、视觉编码模块；
所述的视觉编码模块用于将无人机身份信息及航向和轨迹信息编码为不同频率的闪烁灯光；
所述的LED航灯用于发出由视觉编码模块进行编码的频闪灯光；
所述的视觉传感器用于观测其视野内的其他无人机LED航灯所发出的频闪灯光信号；
所述的视觉测量模块用于将频闪灯光信号转换为数字信号；
所述的视觉解码模块用于提取数字信号中的编码信息；
所述的编队控制计算机根据上述编码信息给出维持编队所必须的飞行位置和航向控制指令：
所述的飞行控制计算机根据上述控制指令给出无人机舵机、发动机的控制量。
无人机编队中的各无人机均安装上述系统，编队中前方无人机发出的频闪灯光被后方无人机上的视觉测量模块观测并由视觉解码模块解码，从而实现信息在编队中的无人机之间传递。


2.根据权利要求1所述的基于光学编码LED航灯的无人机编队协同控制系统，其特征在于：所述的LED航灯的数量为两个，其中安装在左侧翼尖的为红色，安装在...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖殷，鞠兴龙，
申请(专利权)人：北京泊松技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11