[发明专利]一种基于分布式资源共享的无人机集群控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于分布式资源共享的无人机集群控制方法，包括以下步骤：构建覆盖集群内所有无人机的分布式资源共享体系；集群内每架无人机将自身数据资源广播到其他无人机，使无人机共享邻域内其他无人机的数据资源；同时，每架无人机将自身携带的服务资源进行抽象封装，并通过服务公开和代理，实现服务资源远程调用和分布式计算；利用集群内共享的资源，建立无人机集群数据冗余备份和故障互相检修的处置机制，提高集群体系的可靠性；本发明提出的无人机集群控制方法，使得无人机集群拥有了显著的协同作业优势和较强的分布式处理能力，同时具备了较高的集群鲁棒性。

技术邻域

本发明涉及无人机资源共享的研究领域，特别涉及一种基于分布式资源共享的无人机集群控制方法及系统。

背景技术

针对无人机飞行控制的研究工作起源很早，而且对于单架无人机的飞行控制系统及方法也已经非常成熟和完善。但是，随着功能需求的不断变化，无人机的飞行任务和场景也变得十分复杂，单架无人机已经很难满足大型任务的执行要求，发展多无人机的集群技术已经成为主流趋势；无人机集群技术已经发展到一定的阶段。

但目前的无人机集群飞行大多采用的是集中式的统一控制方式，或者是执行机载预写程序的固定飞行模式，而对无人机集群内部进行相互通信并进行协同自主飞行控制的相关研究还未十分成熟。同时，目前的无人机集群技术还只是简单地组合多架无人机，以完成一些简易的线性组合任务，而没有构建集群资源共享体系以满足更加复杂的集群任务需求，更不能充分发挥多无人机之间有机组合的分布式处理优势。因此，在集群内部实现无人机资源共享，构建庞大的仿生无人机智能群体，具有非常广阔的应用前景。

此外，对集群无人机而言，其控制系统的稳定性和可靠性无疑是至关重要的。传统的单控制器的无人机在发生故障或者遭遇宕机时，往往无法采取有效补救措施，最终只能终止任务甚至坠毁；而双控制器或多控制器的无人机则需要更多机身载荷和能源消耗。因此，设计完善而有效的故障发现与恢复策略，建立集群协同容灾机制，以提高集群无人机的容灾处置能力，对于提高无人机的任务完成率有着重大意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于分布式资源共享的无人机集群控制方法，建立覆盖集群内所有无人机的分布式资源共享体系，包括数据资源共享和服务资源共享，并借助共享的无人机资源，建立集群无人机协同容灾处置机制，使得整个集群具备了极强的分布式计算和处理能力，充分发挥了无人机集群作业的优势，使得无人机集群具备了极高的容错能力和较强的集群鲁棒性。

本发明的另一目的在于提供一种基于分布式资源共享的无人机集群控制系统。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

一种基于分布式资源共享的无人机集群控制方法，包括以下步骤：

S1、建立实时数据资源共享机制，即无人机将自身数据资源进行整合和规范化，同时发送给其他无人机；

S2、建立服务资源共享机制，即对无人机可共享服务资源进行封装和管理，并以特定接口向其他无人机提供服务；

S3、构建集群无人机数据备份与恢复机制，进行数据资源持久存储与冗余备份；

S4、建立集群协同故障检测与处理机制，将故障中数据进行迁移。

进一步地，所述步骤S1具体为：

S101、数据资源整合及规范化：将无人机数据资源按照自定义消息协议进行封装，并采用Protocol Buffer消息机制对数据包进行规范化处理，以获得数据包头固定而数据负载可变的不定长二进制数据资源包；

S102、数据资源加密：将整合之后的数据资源包进行加密处理，所述加密处理采用高效轻量化的对称加密算法；