[发明专利]一种面向无人机集群的协同控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种面向无人机集群的协同控制系统，其特征在于，包括无人机集群和地面站；所述无人机集群是由多架异构无人机组成的集群；所述地面站包括硬件部分和软件部分；

所述硬件部分包括AR人机交互模块、数据处理模块、无线传输模块；所述数据处理模块分别与AR人机交互模块、无线传输模块连接；其中，所述AR人机交互模块用于人机交互；所述数据处理模块用于数据处理；所述无线传输模块用于地面站与无人机集群之间的数据传输；

所述软件部分采用模块化设计，并为各个功能模块提供统一的通信方式和监测管理服务，其中功能模块包括：图形用户界面模块、人机交互代理模块、时间同步模块、集群通信模块、数据存储模块、智能数据分析模块、任务规划模块、群体智能模块、编队控制模块；

所述图形用户界面模块为用户提供图形化的操作方式；所述人机交互代理模块用于与AR人机交互模块进行连接，为地面站系统提供AR交互功能；所述时间同步模块负责地面站系统与无人机集群中的每一个无人机系统的时间同步；所述集群通信模块用于实现地面站系统与无人机集群之间的消息通信；所述数据存储模块用于将无人机集群的状态数据、任务数据等数据持久化存储到数据库中；所述智能数据分析模块用于对无人机集群返回的数据进行数据融合、数据挖掘，并为任务分配、协同控制的智能化决策提供支持；所述任务规划模块用于将用户下达的总体飞行任务进行规划分解，为无人机集群中的每一个无人机分配具体的协同子任务；所述群体智能模块用于控制无人机集群产生群体行为；所述编队控制模块用于控制无人机集群按照一定的队形进行编组飞行。

2.根据权利要求1所述的一种面向无人机集群的协同控制系统，其特征在于，所述AR人机交互模块为AR人机交互设备。

3.根据权利要求1所述的一种面向无人机集群的协同控制系统，其特征在于，所述数据处理模块为便携式计算机。

4.根据权利要求1所述的一种面向无人机集群的协同控制系统，其特征在于，所述软件部分通过软件总线为各个功能模块提供统一的通信方式和监测管理服务。

5.一种面向无人机集群的协同控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、地面站与无人机建立通信连接，并获取无人机信息和状态；

S2、用户通过地面站指派无人机集群及下达飞行任务；

S3、对飞行任务需求进行协同任务规划，给无人机集群中每台无人机分配协同子任务；

S4、为无人机集群中每台无人机生成协同控制指令，发送协同控制指令给无人机集群，无人机集群收到协同控制指令并开始执行飞行任务；

S5、无人机集群实时返回无人机相关信息，地面站对无人机相关信息进行处理；所述无人机相关信息包括：状态信息、载荷信息、图像信息、任务执行信息；

S6、判断是否需要对无人机集群的飞机任务进行动态调整，若需要，则执行步骤S3，否则执行步骤S7；

S7、判断是否需要对协同控制指令进行动态调整，若需要，则执行步骤S4，否则执行步骤S8；

S8、判断飞行任务是否执行完毕，若没有执行完毕，则执行步骤S5，否则执行S9；

S9、飞行结束后，用户在图形用户界面上查看数据库中存储的无人机相关信息。