一种无人机编队集结控制方法技术

本发明专利技术涉及无人机技术领域，具体涉及一种无人机编队集结控制方法，包括地面指控系统、总控单元及无人机，包括以下步骤，总控单元面向控制系统无人机发布编队任务请求；无人机向总控单元发送编队加入申请；总控单元核对该无人机是否满足编队任务需求，向无人机发送进入预定位置指令，无人机自动完成规划信息；无人机向总控单元发送编队集结加入请求；总控单元对无人机进行位置分配并发送编队集结指令；无人机收到编队集结指令进入预定位置；总控单元判断等待时间是否结束，若等待时间未结束，总控单元判断是否完成编队集结；本发明专利技术利用预加入概念保障无人机编队集结控制顺利进行，提高对无人机编队集结过程控制的精准度；易于扩展编队成员。编队成员。编队成员。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机编队集结控制方法


[0001]本专利技术涉及无人机
，具体涉及一种无人机编队集结控制方法。

技术介绍

[0002]随着科技的发展和无人机应用场景多样化的出现，相对于无人机单机自主执行预设任务，无人机多机编队协同作业在无人机应用场景中可极大提高无人机使用效率，降低无人机系统的使用成本，提升无人机的自动化水平。
[0003]目前的无人机编队飞行，通常采用所有无人机在同一地点编队起飞的方式，对于无人机异地起飞或编队飞行任务发布时有无人机正处于异地执行飞行任务的情况，一般采用协同路径规划的方式实现所有无人机同时到达统一地点起飞，这种方法由于未对无人机编队集结的控制方法进行设计，无法快速形成所需的编队队形。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术提出一种无人机编队集结控制方法，涉及的控制系统包括地面指控系统、总控单元及无人机，所述控制方法包括以下步骤，
[0005]步骤1，当满足发布任务条件，总控单元面向控制系统内所有无人机或指定无人机发布编队任务请求；
[0006]步骤2，无人机接收编队任务请求，该无人机根据无人机类型、位置信息及载荷能力，判断自身是否满足编队任务需求；若满足，该无人机向总控单元发送编队加入申请；若不满足，该无人机继续按照原计划执行飞行任务；
[0007]步骤3，总控单元收到该无人机的编队加入请求，核对该无人机是否满足编队任务需求；若满足，总控单元向该无人机发送进入预定位置指令；若不满足，总控单元向该无人机发送拒绝加入命令；/>[0008]步骤4，该无人机收到进入预定位置指令，将自身角色更新为编队成员，将编队状态更新为进入预定位置；该无人机自动完成规划信息；
[0009]步骤5，该无人机按规划信息到达预定位置或预定航线，该无人机编队状态更新为待加入编队；该无人机向总控单元发送编队集结加入请求；
[0010]步骤6，总控单元收到编队集结加入请求，判断该无人机是否满足加入条件，若满足则对该无人机进行位置分配，并发送编队集结指令；
[0011]步骤7，编队成员收到编队集结指令，按编队规则进入预定位置，该无人机编队状态更新为编队保持；当编队成员在进入预定位置过程中遇到干扰/威胁区域，编队成员避开未知禁干扰/威胁区域；
[0012]步骤8，总控单元判断等待时间是否结束，若等待时间结束，总控单元等待底面指令，确认是否继续等待；若等待时间未结束，总控单元判断是否完成编队集结；
[0013]步骤8.1，当等待时间结束，若地面指令为继续等待，则回到步骤1；若地面指令为不继续等待，总控单元确定是否执行任务，若地面指令为不继续执行任务，总控单元退出编
队集结等待，向编队状态为编队保持的无人机发送解散指令；若底面指令为继续执行任务，总控单元退出编队集结等待阶段你，按照预定执行编队任务；
[0014]步骤8.2，当等待时间结束，若底面指令为不继续等待，则总控单元判断是否完成编队集结，若未完成，则回到步骤1；若完成，总控单元退出编队集结等待阶段你，按照预定执行编队任务。
[0015]进一步，步骤1所述满足发布任务条件包括总控单元收到指控系统的编队集结指令，或总控单元到达预定的编队集结区域，或总控单元判定满足编队集结执行条件；总控单元确定或生成编队集结等待区域，总控单元确定或生成编队集结等待区域。
[0016]进一步，步骤2所述编队集结指令，包括总控单元发送给编队成员的编队集结指令，其指令内容包含指令码值、预定位置编号及目标编队位置；步骤3所述进入预定位置指令，包括总控单元发送的加入预定位置或预定航线的指令，指令内容包括指令码值、预定位置或航线信息。
[0017]进一步，所述预定位置位于编队成员编队集结预定位置正后方，并与编队集结预定位置保持一定距离；所述预定航线是指位于编队集结目标航线外侧，与编队集结目标航线保持一定侧偏距离的虚拟航线。
[0018]进一步，步骤4所述该无人机自动完成规划信息，包括该无人机根据自身性能限制、环境限制、自身位置、预定位置及预定航线信息，进行路径规划，计算最优速度及到达时间。
[0019]进一步，步骤4所述编队成员为组成编队飞行时的无人机；总控单元控制编队飞行，总控单元由操作人员通过地面设备控制。
[0020]进一步，步骤5所述编队集结，包括按编队规则和对编队队形控制无人机；所述编队加入请求包括，无人机发送剩余航时里程，到达总控单元所需的航时里程；
[0021]进一步，步骤6所述判断该无人机是否满足加入条件的依据包括，无人机到达总控单元所需的到达时间满足编队集结等待时间要求，且剩余航时里程大于或等于编队任务航时里程；
[0022]进一步，步骤7所述编队规则，包括先修正侧偏再修正高差最后修正前向距离的原则，或先修高差再修侧偏最后修正前向距离的原则，或同时修正侧偏、正高差和前向距离的原则。
[0023]进一步，步骤8所述等待时间，包括从总控单元发布编队集结指令信息时刻开始，等待编队集结完成所需的时间。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0025]1.操作人员通过地面指控系统确定总控单元，总控单元发布编队任务需求后，对编队系统结合编队状态采用“申请—确认”的管理方法，此方法方便易行，可以随时随地扩展编队成员；
[0026]2.本方法还利用预加入概念有效地保障无人机编队集结控制的顺利进行，实现对无人机编队集结过程的精确控制；
[0027]3.编队成员求解并采用最优速度到达目标位置，有利于提高编队成员集合时的协同度；
[0028]4.无人机飞行时，信号干扰是影响无人机正常作业的重要因素，本专利技术中，无人机
对飞行中已知或未知的干扰采用不同规避方式，自主生成规避干扰源的路径，提高无人机响应速度和编队精准度。
附图说明
[0029]图1是本专利技术采用的无人机编队集结控制方法流程图；
[0030]图2是一种赛道型等待航线的编队集结控制方法示意图；
[0031]图3是一种圆弧盘旋等待型航线的编队集结控制方法示意图；
[0032]图4是一种正常飞行中编队集结控制方法示意图；
[0033]图5是编队成员加入预定位置过程的最优速度求解流程图；
[0034]图6是编队成员按照规划路径飞行时规避已知干扰/威胁源的方法示意图；
[0035]图7是编队成员按照规划路径飞行时规避未知干扰/威胁源的步骤流程图；
[0036]图8是编队成员规避位置干扰/威胁源时圆弧规避路径的求解方法示意图。
[0037]附图中标号说明：
[0038]总控单元
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201，当前航段
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202，下一航段
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203，编队成员
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204，航线
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205，预加入线路
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206，飞行路径
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207，预定位置
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20本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机编队集结控制方法，涉及的控制系统包括地面指控系统、总控单元及无人机，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：步骤1，当满足发布任务条件，总控单元面向控制系统内所有无人机或指定无人机发布编队任务请求；步骤2，无人机接收编队任务请求，该无人机根据无人机类型、位置信息及载荷能力，判断自身是否满足编队任务需求；若满足，该无人机向总控单元发送编队加入申请；若不满足，该无人机继续按照原计划执行飞行任务；步骤3，总控单元收到该无人机的编队加入请求，核对该无人机是否满足编队任务需求；若满足，总控单元向该无人机发送进入预定位置指令；若不满足，总控单元向该无人机发送拒绝加入命令；步骤4，该无人机收到进入预定位置指令，将自身角色更新为编队成员，将编队状态更新为进入预定位置；该无人机自动完成规划信息；步骤5，该无人机按规划信息到达预定位置或预定航线，该无人机编队状态更新为待加入编队；该无人机向总控单元发送编队集结加入请求；步骤6，总控单元收到编队集结加入请求，判断该无人机是否满足加入条件，若满足则对该无人机进行位置分配，并发送编队集结指令；步骤7，编队成员收到编队集结指令，按编队规则进入预定位置，该无人机编队状态更新为编队保持；当编队成员在进入预定位置过程中遇到干扰/威胁区域，编队成员避开未知禁干扰/威胁区域；步骤8，总控单元判断等待时间是否结束，若等待时间结束，总控单元等待底面指令，确认是否继续等待；若等待时间未结束，总控单元判断是否完成编队集结；步骤8.1，当等待时间结束，若地面指令为继续等待，则回到步骤1；若地面指令为不继续等待，总控单元确定是否执行任务，若地面指令为不继续执行任务，总控单元退出编队集结等待，向编队状态为编队保持的无人机发送解散指令；若底面指令为继续执行任务，总控单元退出编队集结等待阶段你，按照预定执行编队任务；步骤8.2，当等待时间结束，若底面指令为不继续等待，则总控单元判断是否完成编队集结，若未完成，则回到步骤1；若完成，总控单元退出编队集结等待阶段你，按照预定执行编队任务。2.根据权利要求1所述的一种无人机编队集结控制方法，其特征在于，步骤1所述满足发布任务条件包括总控单元收到指控系统的编队集结指令，或总控单元到达...

【专利技术属性】
技术研发人员：遆好建，赵创新，王振华，高倩，李照宏，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：