[发明专利]基于Arkbird A飞控系统的无人机编队控制系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种基于ArkbirdA飞控 系统的无人机编队控制系统及控制方法。

背景技术

无人机作为一种重要的航空器，主要用于对地数据采集和监测、 运输等领域。目前所应用的无人机大都是一名操控者配备一架无人 机，甚至是一个团队配备一架无人机，这大大降低了人员的利用率。 而且，单架无人机运载能力有限，只能搭载很少的设备，这严重限制 了无人机应用范围的扩展。为此，多人控制多架无人机甚至单人控 制多架无人机的想法已经成为了现今诸多实验室的研究课题。

发明内容

针对上述问题，本发明围绕多人或单人控制多架无人机课题进行 了延伸扩展，提供一种基于ArkbirdA飞控系统的无人机编队控制系 统及控制方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于ArkbirdA飞控系统的无人机编队控制系统，包括长机 和至少一架僚机，长机和每架僚机内均设有数据采集单元和Arkbird A飞控系统，数据采集单元测量飞行数据并传给同机的飞控系统，飞 控系统处理后反馈给本机的控制设备进行姿态微调；该控制系统还包 括数据传输系统和无线图像传输系统，数据传输系统用于长机和僚机 间的数据传输以及长机、僚机与地面操控端之间的数据传输；无线图 像传输系统用于将长机、僚机拍摄的图像信息传给地面操控端。

所述的数据采集单元包括GPS定位仪、气压计、陀螺仪、三轴加 速度计，采集的飞行数据包括无人机位置信息、气压信息、角速度和 加速度信息，用于判断无人机的位置和运动状态。

本发明给每个无人机均配备数据采集单元和飞控系统，每个无人 机对自身的姿态进行检测和调整，保证平稳飞行。同时，由GPS定位 仪随时采集各无人机的位置信息，该位置信息既可用于地面端了解无 人机所处的位置，还可用于获知长机和僚机间的距离并进行控制，防 止长机和僚机发生碰撞。本发明设置一公共的数据传输系统和无线图 像传输系统，实现长机和僚机间数据共享以及向地面端的数据传输和 图像传输，方便了操作人员的第一视角观测飞行。

优选的，飞控系统通过捷联惯导系统计算无人机的导航参数。捷 联惯导系统能精确提供无人机的姿态、地速、经纬度等导航参数，便 于飞控系统准确控制无人机姿态。

所述的控制设备包括用于控制无人机发动机的电子调速器和用 于控制无人机副翼、升降舵和方向舵的舵机。上述控制设备用来调整 无人机的位置、姿态和飞行速度。

基于ArkbirdA飞控系统的无人机编队控制方法，包括以下步骤：

(1)长机和每架僚机上的数据采集单元采集位置、气压、速度 和加速度信息，传输给同机的飞控系统进行处理；每个无人机上 的摄像头拍摄实时图像并通过无线图像传输系统传给地面操控 端；各无人机的位置信息通过数据传输系统在长机和僚机间进行 数据共享，同时经由数据传输系统传送给地面操控端予以显示；

(2)飞控系统通过捷联惯导系统从输入数据中求得飞机的位置、姿 态、飞行速度，并反馈给本机的控制设备；

(3)各无人机的控制设备根据反馈数据对本机的姿态进行微调，以 维持无人机在空的姿态平衡；长机的飞控系统还根据各无人机 的位置信息对无人机的相互位置进行调整。通过该方式，可实 现僚机跟从长机飞行的编队飞行目的。

本发明的有益效果：

1、通过无人机编队飞行可有效提高无人机的运载能力，弥补无人 机单机运载能力低的缺陷，同时，可防止无人机单独飞行时可 能发生的碰撞事故，大大提高运输的安全性。

2、编队控制方案在一定程度上节约了无人机的人力成本，降低了 控制的难度，提高了无人机实际利用的功能性。

附图说明

图1是本发明的系统框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明做详细说明。