无人机遥感组网冗余容错控制终端及控制方法技术

本发明专利技术涉及无人机遥感技术领域，且公开了无人机遥感组网冗余容错控制终端及控制方法，其步骤包括：1)无人机飞行控制地面站获取无人机遥感组网中各无人机飞行的实时经纬度坐标和高度信息；其中无人机遥感组网包括一架领航无人机、N架跟随无人机和M架跟随冗余无人机；领航无人机和N架跟随无人机作为观测无人机。该无人机遥感组网冗余容错控制终端及控制方法，通过同步监控进行主动合作的包括多个无人机的网络。多无人机网络作为冗余容错体系结构时可以通过添加多个无人机作为备份使得系统可以容错，而无人机在不同极端条件下的位置和视角则可以作为冗余容错的场景设置。视角则可以作为冗余容错的场景设置。视角则可以作为冗余容错的场景设置。

【技术实现步骤摘要】
无人机遥感组网冗余容错控制终端及控制方法


[0001]本专利技术涉及无人机遥感
，具体为无人机遥感组网冗余容错控制终端及控制方法。

技术介绍

[0002]现有、常规遥感与摄影测量领域中，已经不再局限于卫星和高空载人飞机。随着轻小型无人机的发展，无人机在遥感中扮演着越来越重要的角色，其作为一种可用的低成本系统，其应用数量在过去十年中一直在增长。除了成本低外，无人机还有一些其他因素使其真正适合在各种条件下进行监视和测量，如便携性好、尺寸小、重量轻、可飞越难以到达的区域、可在确保非常近距离观察时快速获取一个相对较大区域的大量信息，因此本专利技术提供了无人机遥感组网冗余容错控制终端及控制方法。

技术实现思路

[0003](一)解决的技术问题
[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供了无人机遥感组网冗余容错控制终端及控制方法，解决了上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005](二)技术方案
[0006]为实现以上目的，本专利技术提供如下技术方案：无人机遥感组网冗余容错控制终端及控制方法，其步骤包括：
[0007]1)无人机飞行控制地面站获取无人机遥感组网中各无人机飞行的实时经纬度坐标和高度信息；其中无人机遥感组网包括一架领航无人机、N架跟随无人机和M架跟随冗余无人机；领航无人机和N架跟随无人机作为观测无人机；
[0008]2)通过收集到的经纬度和高度信息，计算各观测无人机之间的距离，如果一架观测无人机A与其相邻一架或多架观测无人机之间的距离超过设定的期望距离，则判定该观测无人机A出现故障；
[0009]3)从所述无人机遥感组网中分离出现故障的观测无人机A，并启动一架所述跟随冗余无人机a代替该观测无人机A；然后控制该观测无人机a的位置和航速、航向，完成编队重构，继续进行遥感观测任务。
[0010]优选的，所述编队重构包括：跟随冗余无人机a保持相同航向加速向前飞行，通过地面站收集的无人机的经纬度坐标和高度信息，计算跟随冗余无人机a与其他观测无人机之间的距离，当跟随冗余无人机a满足设定的与其他观测无人机之间的期望距离时完成容错，跟随冗余无人机a到达指定位置，开始以与领航无人机相同的速度飞行，由跟随冗余无人机a代替观测无人机A继续执行遥感观测任务。
[0011]优选的，所述无人机遥感组网包括一架领航无人机、2架跟随无人机和2架跟随冗余无人机；其中，领航无人机的位置坐标为P1(X1，Y1，H1)、编号为2的跟随无人机位置坐标为P2(X2，Y2，H2)、编号为3的跟随无人机位置坐标为P3(X3，Y3，H3)；当
‑
k0＜d(12)
‑
L＜k0、
‑
k0＜d(23)
‑
L＜k0并且
‑
k0＜d(13)
‑
L＜k0时，判定三架观测无人机均正常飞行，无故障出现；其中，领航无人机与编号为2的跟随无人机之间的距离为d(12)、领航无人机与编号为3的跟随无人机之间的距离为d(13)、编号为2的跟随无人机与编号为3的跟随无人机之间的距离为d(23)，L为设定的期望距离，k0为无人机之间设定的阈值参数。
[0012]优选的，当[d(12)
‑
L＞k0或者d(12)
‑
L＜
‑
k0]并且[d(23)
‑
L＞k0或者d(23)
‑
L＜
‑
k0]时，判定编号为2的观测无人机出现故障；当[d(23)
‑
L＞k0或者d(23)
‑
L＜
‑
k0]并且[d(13)
‑
L＞k0或者d(13)
‑
L＜
‑
k0]时，判定编号为3的观测无人机出现故障；当判定编号为2的观测无人机出现故障时，步骤3)中，启动一架编号为4的跟随冗余无人机代替该编号为2的观测无人机；然后控制该编号为4的跟随冗余无人机，当
‑
k0＜d(14)
‑
L＜k0并且
‑
k0＜d(34)
‑
L＜k0时，编号为4的跟随冗余无人机到达指定位置，开始以与领航无人机相同的速度飞行；其中，d(14)为领航无人机与编号为4的跟随冗余无人机之间的距离，d(34)为编号为3的跟随无人机与编号为4的跟随冗余无人机之间的距离；当判定编号为3的观测无人机出现故障时，步骤3)中，启动一架编号为5的跟随冗余无人机代替该编号为3的观测无人机；然后控制该编号为5的跟随冗余无人机，当
‑
k0＜d(15)
‑
L＜k0并且
‑
k0＜d(25)
‑
L＜k0时，编号为5的跟随冗余无人机到达指定位置，开始以与领航无人机相同的速度飞行；其中，d(15)为领航无人机与编号为5的跟随冗余无人机之间的距离，d(25)为编号为2的跟随无人机与编号为5的跟随冗余无人机之间的距离。
[0013]优选的，其步骤包括：
[0014]1)无人机飞行控制地面站获取无人机遥感组网中各无人机的返回信息；其中无人机遥感组网包括一架领航无人机、N架跟随无人机和M架跟随冗余无人机；领航无人机和N架跟随无人机作为观测无人机；
[0015]2)根据每一无人机的具体任务对该无人机的返回信息进行判断，如果一架观测无人机A的返回信息与该观测无人机A对应的设定条件不一致，则判定该观测无人机A出现故障；从所述无人机遥感组网中分离出现故障的观测无人机A，并启动一架所述跟随冗余无人机a代替该观测无人机A，完成编队重构，以执行对应的具体任务；所述编队重构包括：跟随冗余无人机a保持相同航向加速向前飞行，通过地面站收集的无人机的经纬度坐标和高度信息，计算跟随冗余无人机a与其他观测无人机之间的距离，当跟随冗余无人机a满足设定的与其他观测无人机之间的期望距离时完成容错，跟随冗余无人机a到达指定位置，开始以与领航无人机相同的速度飞行，由跟随冗余无人机a代替观测无人机A继续执行遥感观测任务；所述无人机遥感组网包括一架领航无人机、2架跟随无人机和2架跟随冗余无人机；当判定编号为2的观测无人机出现故障时，步骤3)中，启动一架编号为4的跟随冗余无人机代替该编号为2的观测无人机；然后控制该编号为4的跟随冗余无人机，当
‑
k0＜d(14)
‑
L＜k0并且
‑
k0＜d(34)
‑
L＜k0时，编号为4的跟随冗余无人机到达指定位置，开始以与领航无人机相同的速度飞行；其中，d(14)为领航无人机与编号为4的跟随冗余无人机之间的距离，d(34)为编号为3的跟随无人机与编号为4的跟随冗余无人机之间的距离；当判定编号为3的观测无人机出现故障时，步骤3)中，启动一架编号为5的跟随冗余无人机代替该编号为3的观测无人机；然后控制该编号为5的跟随冗余无人机，当
‑
k0＜d(15)
‑
L＜k0并且
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.无人机遥感组网冗余容错控制终端及控制方法，其特征在于：其步骤包括：1)无人机飞行控制地面站获取无人机遥感组网中各无人机飞行的实时经纬度坐标和高度信息；其中无人机遥感组网包括一架领航无人机、N架跟随无人机和M架跟随冗余无人机；领航无人机和N架跟随无人机作为观测无人机；2)通过收集到的经纬度和高度信息，计算各观测无人机之间的距离，如果一架观测无人机A与其相邻一架或多架观测无人机之间的距离超过设定的期望距离，则判定该观测无人机A出现故障；3)从所述无人机遥感组网中分离出现故障的观测无人机A，并启动一架所述跟随冗余无人机a代替该观测无人机A；然后控制该观测无人机a的位置和航速、航向，完成编队重构，继续进行遥感观测任务。2.根据权利要求1所述的无人机遥感组网冗余容错控制终端及控制方法，其特征在于：所述编队重构包括：跟随冗余无人机a保持相同航向加速向前飞行，通过地面站收集的无人机的经纬度坐标和高度信息，计算跟随冗余无人机a与其他观测无人机之间的距离，当跟随冗余无人机a满足设定的与其他观测无人机之间的期望距离时完成容错，跟随冗余无人机a到达指定位置，开始以与领航无人机相同的速度飞行，由跟随冗余无人机a代替观测无人机A继续执行遥感观测任务。3.根据权利要求1所述的无人机遥感组网冗余容错控制终端及控制方法，其特征在于：所述无人机遥感组网包括一架领航无人机、2架跟随无人机和2架跟随冗余无人机；其中，领航无人机的位置坐标为P1(X1，Y1，H1)、编号为2的跟随无人机位置坐标为P2(X2，Y2，H2)、编号为3的跟随无人机位置坐标为P3(X3，Y3，H3)；当
‑
k0＜d(12)
‑
L＜k0、
‑
k0＜d(23)
‑
L＜k0并且
‑
k0＜d(13)
‑
L＜k0时，判定三架观测无人机均正常飞行，无故障出现；其中，领航无人机与编号为2的跟随无人机之间的距离为d(12)、领航无人机与编号为3的跟随无人机之间的距离为d(13)、编号为2的跟随无人机与编号为3的跟随无人机之间的距离为d(23)，L为设定的期望距离，k0为无人机之间设定的阈值参数。4.根据权利要求1所述的无人机遥感组网冗余容错控制终端及控制方法，其特征在于：当[d(12)
‑
L＞k0或者d(12)
‑
L＜
‑
k0]并且[d(23)
‑
L＞k0或者d(23)
‑
L＜
‑
k0]时，判定编号为2的观测无人机出现故障；当[d(23)
‑
L＞k0或者d(23)
‑
L＜
‑
k0]并且[d(13)
‑
L＞k0或者d(13)
‑
L＜
‑
k0]时，判定编号为3的观测无人机出现故障；当判定编号为2的观测无人机出现故障时，步骤3)中，启动一架编号为4的跟随冗余无人机代替该编号为2的观测无人机；然后控制该编号为4的跟随冗余无人机，当
‑
k0＜d(14)
‑
L＜k0并且
‑
k0＜d(...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯宗泽，吴宽，
申请(专利权)人：广州极智高新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：