[发明专利]一种基于DSP的多无人机系统的协同任务规划器

说明书

本发明涉及一种基于DSP的多无人机系统的协同任务规划器，属于多无人机协同任务规划领域。每个无人机包括硬件通信模块、DSP核心处理器、以及预留的与飞控模块、传感器连接的接口，硬件通信模块接收其他无人机的硬件通信模块的数据并将其发送给DSP核心处理器，DSP核心处理器对硬件通信模块和传感器发送的数据进行数据类型识别并发送给对应的功能模块进行解算，各个无人机个体起飞前预载参与本次任务各无人机的载荷信息、预载地图信息、预载航路点信息以及预载任务，起飞后只需要与其近临的无人机之间进行定位信息、航路点信息、自身载荷、任务决策信息的交互，便可以形成期望的编队结构稳定飞行，实现整个无人机系统的协同任务规划。

技术领域

本发明属于多无人机协同任务规划领域，特别提供一种用于无人机系统完成传感器融合算法、协同打击、协同侦察、编队保持与切换、突防等任务规划功能的自主规划器，实现多无人机的离线自主飞行与自主决策。

背景技术

随着常规无人机技术逐渐成熟，无人机系统的发展潮流转向集群化，其中以小型无人机组成多无人机系统执行协同作战任务是重点发展方向之一。多无人机系统作战是指一组具备部分自主的无人机在有人或无人操作装置辅助下，实现无人机之间的实时数据通信、协同打击、协同侦察、编队保持与切换、突防等任务规划功能。

多无人机系统具备分布式、智能体自主化以及复杂功能分布式化的特点。系统中不存在中心控制器控制所有的无人机，每个无人机均具备一定的自主能力，保证了系统具有良好的鲁棒性，具体表现为系统中即使有若干无人机因故障或被攻击丧失功能，剩下的无人机可以在重新组网之后继续执行任务，提高了战场生存能力。系统中的每个无人机具备一定的位置共享功能、路径规划、避障以及协同决策等能力，使得指挥任务变得不再繁琐。同时多无人机系统不需要单个无人机具备复杂的功能，每个无人机可以预载不同的功能，通过协同决策，完成复杂的任务。

目前无人机存在以下问题：

第一方面单机机载功能有限。单机的机载设备侦察能力难以有效的全方位连续侦察和监视目标；单机的武器载荷也有限，难以造成有效的打击；同时由于任务越来越复杂，单机需要的传感器数量和种类不断增加，增加了单机的成本。

另一方面单机抗未知因素能力弱。一旦设备发生故障，将导致任务被延误，甚至被迫取消；同时在面临敌方的电子阻击以及空防体系时，很容易造成通信链路的失效，或者单机被拦截摧毁，导致任务失败；而且地面控制链路难以对多架无人机同时控制，导致执行任务的空中无人机数量偏少。

现有多无人机系统的集群编队协同飞行对卫星导航信号以及地面站表现出较强的依赖性，当GPS信号受到干扰或者地面站信号丢失时，无人机集群的飞行性能将无法得到保障。

发明内容

要解决的技术问题

为了解决现有无人机单机机载功能有限、单机抗未知因素能力弱以及多无人机系统过分依赖地面站以及卫星导航信号难以实现自主飞行与自主决策的问题，本发明提出一种基于DSP的多无人机系统的协同任务规划器。实现多无人机起飞后通过自组网模块进行无人机的定位信息、航路点信息、自身载荷、任务决策信息的交互，通过DSP对多传感器数据融合定位、实时地图信息更新、航路点解算、编队与综合决策和飞行控制指令进行解算，进一步实现多无人机的协同任务规划决策与自主飞行。

技术方案