[发明专利]基于混合型拓扑结构的无人机编队控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于混合型拓扑结构的无人机编队控制方法及系统，所述方法包括：多个子编队的地面站之间建立通信连接，以形成网状拓扑结构；每个子编队中的地面站与该地面站所属子编队的多个无人机之间无线通信连接，以形成树状拓扑结构；所述多个子编队的地面站中的第一地面站创建主编队任务，其余地面站加入所述主编队任务，所述第一地面站设定所述多个子编队的所有无人机的主编队任务数据并将所述主编队任务数据发送给所述其余地面站。本发明可以减小单台地面站的运算负担，每台地面站所控制的无人机形成一个子编队，实现了多台地面站联合控制多架无人机子编队。

技术领域

本发明涉及无人机控制技术领域，特别涉及一种基于混合型拓扑结构的无人机编队控制方法及系统。

背景技术

无人机具有体积小、重量轻、机动性高、隐蔽性强、造价低和无人员伤亡等特点，在商业领域以及军事领域都有着非常广阔的应用前景。随着无人机应用的不断扩张、使用要求的不断提高，一次仅使用一架无人机在载荷、续航上难以符合要求，而同时使用多架无人机组建无人机编队则可以有效的解决载荷、续航的问题并具备诸多优点。

无人机编队是指两架及两架以上无人机分工、协同共同完成飞行任务的一种方式。传统无人机编队的控制方法采用一套地面站设备控制多组无人机，因此地面站的数据处理压力较大，易产生数据处理阻塞的现象，甚至产生同一编队下无人机相撞、坠机事件发生。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种基于混合型拓扑结构的无人机编队控制方法及系统，可以实现多台地面站联合控制多个无人机子编队，减小了单台地面站的运算负担。

具体而言，包括以下的技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种基于混合型拓扑结构的无人机编队控制方法，所述无人机编队包括多个子编队，每个子编队包括一台地面站和由所述地面站控制的多架无人机，所述方法包括：

所述多个子编队的地面站之间建立通信连接，以形成网状拓扑结构；

每个子编队中的地面站与该地面站所属子编队的多个无人机之间无线通信连接，以形成树状拓扑结构；

所述多个子编队的地面站中的第一地面站创建主编队任务，其余地面站加入所述主编队任务，所述第一地面站设定所述多个子编队的所有无人机的主编队任务数据并将所述主编队任务数据发送给所述其余地面站。

可选地，所述多个子编队的地面站之间建立通信连接，包括：

将所述多个子编队的地面站连接到同一台交换机上。

可选地，所述其余地面站加入所述主编队任务之后，还包括：

基于所述第一地面站的时间，校准所述其余地面站的时间。

可选地，所述主编队任务数据包括所述多个子编队的所有无人机的任务航线、起始点的位置、任务航点的位置、飞行高度、飞行速度、最大速度、最大加速度、每个航点停留时间、载荷执行任务点、同步或异步执行任务、每个子编队中的无人机之间的最小控制距离和相邻子编队的无人机之间的最小控制距离。

可选地，所述的方法还包括：

在所述多个子编队之间设置动态电子围栏。

可选地，所述多个子编队的地面站之间通过UDP协议相互访问。

第二方面，本发明实施例提供一种基于混合型拓扑结构的无人机编队控制系统，所述系统用于执行所述的方法，所述系统包括多台地面站和由每台地面站控制的多架无人机。

可选地，所述地面站包括处理器、存储器、电源管理模块和数据传输模块。

可选地，所述无人机包括飞控单元和数据传输模块，所述飞控单元包括控制与导航模块、传感器模块和任务与编队模块。