一种基于集群控制的无人机编队方法、装置及系统与流程

本发明实施例涉及集群控制技术领域，具体涉及一种基于集群控制的无人机编队方法、装置及系统。

背景技术：

近年来，无人机技术作为一个迭代周期短、发展速度快的领域，成为世界各国的研究重点。在多无人机协同任务自组织系统中，无人飞行器作为通信网络节点进行信息交互。通过集群算法，各个无人机能够自主完成基本行为和简单任务。当面临需要协作的任务时，无人飞行器把任务信息和资源需求发布到由各无人飞行器组成的集群网络上，各无人飞行器可以根据自身当前任务和资源情况予以响应。这样多无人机系统就通过确定无人机之间在物理、逻辑上的信息与控制关系实现了相互间的协同。

在灾害现场，灾害救援无人机编队能够解决有限空间内多无人机之间的冲突问题，也就是在一定区域内的无人机能够避开同类障碍，保持良好有序的空中交通。此外，目前无人机的通信模式仍然以单机与地面通信方式为主，信息传输仍然是集中式的。去中心化的灾害救援无人机编队能够利用自组网技术实现无人机之间信息的高速共享，同时提高集群的抗故障与自愈能力。但是在这种去中心化的控制模式下，在使用的过程中，无人机无法对灾害区域进行全面覆盖，或者，如果全面覆盖，需要更多数量的无人机，造成资源的浪费。因此，如何合理分配无人机的数量，并且可以对受灾区域进行全面覆盖是急需解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明实施例提供了一种基于集群控制的无人机编队方法、装置及系统。

第一方面，本发明实施例提供一种基于集群控制的无人机编队方法，包括：

确定无人机的待测区域、无人机的探测半径、无人机的数量n及n个无人机的初始位置；

根据所述无人机的数量n对所述第一待测区域进行分割，并计算每个分割后的第二待测区域的第一中心位置及飞往所述中心位置的第一速度信息，其中，所述第一待测区域为所述待测区域按第一比例缩小后的区域，第一探测半径为所述无人机的探测半径按所述第一比例缩小后的半径；

在获取到无人机以所述第一速度信息到达所述第二区域的第一中心位置的信息后，若n个无人机的所述第一探测半径所覆盖的区域的并集大于所述第一待测区域，则根据所述n个无人机的初始位置，将所述n个无人机对应的所述第二中心位置和第二速度信息的指令发送给相对应的所述n个无人机，其中，所述第二中心位置是将所述第一中心位置按照所述第一比例计算得到的，所述第二速度信息是根据所述第一速度信息按照所述第一比例计算得到的。

第二方面，本发明实施例提供一种基于集群控制的无人机编队装置，包括：

确定模块，用于确定无人机的待测区域、无人机的探测半径、无人机的数量n及n个无人机的初始位置；

计算模块，用于根据所述无人机的数量n对所述第一待测区域进行分割，并计算每个分割后的第二待测区域的第一中心位置及飞往所述中心位置的第一速度信息，其中，所述第一待测区域为所述待测区域按第一比例缩小后的区域，第一探测半径为所述无人机的探测半径按所述第一比例缩小后的半径；

判断模块，用于在获取到无人机以所述第一速度信息到达所述第二区域的第一中心位置的信息后，若n个无人机的所述第一探测半径所覆盖的区域的并集大于所述第一待测区域，则根据所述n个无人机的初始位置，将所述n个无人机对应的所述第二中心位置和第二速度信息的指令发送给相对应的所述n个无人机，其中，所述第二中心位置是将所述第一中心位置按照所述第一比例计算得到的，所述第二速度信息是根据所述第一速度信息按照所述第一比例计算得到的。

第三方面，本发明实施例提供一种基于集群控制的无人机编队系统，包括：中央控制台与至少一无人机，其中，所述中央控制台执行如上所述的无人机编队方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述处理器和所述存储器通过总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行如下方法：

确定无人机的待测区域、无人机的探测半径、无人机的数量n及n个无人机的初始位置；

根据所述无人机的数量n对所述第一待测区域进行分割，并计算每个分割后的第二待测区域的第一中心位置及飞往所述中心位置的第一速度信息，其中，所述第一待测区域为所述待测区域按第一比例缩小后的区域，第一探测半径为所述无人机的探测半径按所述第一比例缩小后的半径；

在获取到无人机以所述第一速度信息到达所述第二区域的第一中心位置的信息后，若n个无人机的所述第一探测半径所覆盖的区域的并集大于所述第一待测区域，则根据所述n个无人机的初始位置，将所述n个无人机对应的所述第二中心位置和第二速度信息的指令发送给相对应的所述n个无人机，其中，所述第二中心位置是将所述第一中心位置按照所述第一比例计算得到的，所述第二速度信息是根据所述第一速度信息按照所述第一比例计算得到的。

第五方面，本发明实施例还提供了一种计算机程序，包括程序代码，所述程序代码用于执行如下操作：

所述处理器用于调用所述存储器中的逻辑指令，以执行如下方法：

确定无人机的待测区域、无人机的探测半径、无人机的数量n及n个无人机的初始位置；

根据所述无人机的数量n对所述第一待测区域进行分割，并计算每个分割后的第二待测区域的第一中心位置及飞往所述中心位置的第一速度信息，其中，所述第一待测区域为所述待测区域按第一比例缩小后的区域，第一探测半径为所述无人机的探测半径按所述第一比例缩小后的半径；

在获取到无人机以所述第一速度信息到达所述第二区域的第一中心位置的信息后，若n个无人机的所述第一探测半径所覆盖的区域的并集大于所述第一待测区域，则根据所述n个无人机的初始位置，将所述n个无人机对应的所述第二中心位置和第二速度信息的指令发送给相对应的所述n个无人机，其中，所述第二中心位置是将所述第一中心位置按照所述第一比例计算得到的，所述第二速度信息是根据所述第一速度信息按照所述第一比例计算得到的。

第六方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时用于存储如前所述的计算机程序的方法。

本发明实施例提供的基于集群控制的无人机编队方法、装置及系统，通过voronoi分割算法对灾害区域进行分割，并计算出每个分割后区域的中心位置和无人机飞行速度，进一步实现无人机全部覆盖灾害区。所述编队方法编队分布更加快捷有效，从而在灾害救援中使得人们能够迅速了解实际灾害区域实际情况，提高了灾害救援中任务部署的效率与准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的基于集群控制的无人机编队方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的无人机飞行速度非线性变化的示意图；

图3为本发明再一实施例提供的基于集群控制的无人机编队方法的流程示意图；

图4为本发明又一实施例提供的基于集群控制的无人机编队方法的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的基于集群控制的无人机编队装置的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的基于集群控制的无人机编队装置的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的计算机设备的结构框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的基于集群控制的无人机编队方法的流程示意图，如图1所示，所述方法包括：

s101、确定无人机的待测区域、无人机的探测半径、无人机的数量n及n个无人机的初始位置；

s102、根据所述无人机的数量n对所述第一待测区域进行分割，并计算每个分割后的第二待测区域的第一中心位置及飞往所述中心位置的第一速度信息，其中，所述第一待测区域为所述待测区域按第一比例缩小后的区域，第一探测半径为所述无人机的探测半径按所述第一比例缩小后的半径；

s103、在获取到无人机以所述第一速度信息到达所述第二区域的第一中心位置的信息后，若n个无人机的所述第一探测半径所覆盖的区域的并集大于所述第一待测区域，则根据所述n个无人机的初始位置，将所述n个无人机对应的所述第二中心位置和第二速度信息的指令发送给相对应的所述n个无人机，其中，所述第二中心位置是将所述第一中心位置按照所述第一比例计算得到的，所述第二速度信息是根据所述第一速度信息按照所述第一比例计算得到的。

利用无人机对灾害救援区域进行探测，先对无人机进行初始化设定，无人机开始进入等待状态，用户根据实际的灾害救援区域在中央控制器上选择对应的待测区域，并根据无人机出厂设定好的探测半径进行设定探测半径，并且设定好无人机的数量n。同时，中央控制器获取到了无人机的待测区域、无人机的探测半径、无人机的数量n，也需要获取到n个无人机的初始位置。

对选择好的待测区域及无人机的探测半径按照比例缩小，缩小的比例可以根据实际的需求自行设定，按比例缩小后的待测区域为第一待测区域。

根据所述无人机的数量n，对第一待测区域进行分割，得到分割后的多个子区域，每一个子区域即为第二待测区域，计算第二待测区域的第一中心位置和飞往所述第一中心位置的第一速度信息，其中，所述第一待测区域和第二待测区域并不是具体指某一个区域，只是用来区分是否进行了分割，所述第二待测区域也不是特别指定是某个区域，对于分割后的子区域都可以用第二待测区域进行表示。

当中心控制器获取到无人机从初始位置以所述第一速度信息飞到第一中心位置时，则对n个无人机的第一探测半径所覆盖的区域的并集与所述第一待测区域进行判断，若n个无人机的第一探测半径覆盖的所覆盖的区域的并集大于所述第一待测区域，则根据所述n个无人机的初始位置，将所述n个无人机对应的所述第二中心位置和第二速度信息的指令发送给相对应的所述n个无人机，其中，所述第二中心位置是将所述第一中心位置按照所述第一比例计算得到的，所述第二速度信息是根据所述第一速度信息按照所述第一比例计算得到的。其中，所述第一中心位置和所述第一速度信息针对的是缩小后的第一待测区域，无人机要飞往的目的位置和飞行速度，所述第二中心位置和所述第二速度信息是针对为未进行缩小的待测区域，无人机要飞往的实际灾害区域的目的位置和飞行速度。

在满足n个无人机的所述第一探测半径所覆盖的区域的并集大于所述第一待测区域的条件下，说明现有的无人机的数量可以全部覆盖缩小后的第一待测区域，从而，中央控制台将对所述第一中心位置和所述第二速度信息按所述第一比例进行计算，得到所述第二中心位置和第二速度信息，并根据无人机的初始位置，将携带所述第二中心位置和第二速度信息的指令发送给对应的无人机，对应的无人机会根据第二速度信息飞往所述第二中心位置，即实际的灾害区域需要放置无人机的位置。

需要说明的是，无人机的数量一般是从1开始，但是也可以根据实际情况设定。

本发明实施例提供的基于集群控制的无人机编队方法，通过voronoi分割算法对灾害区域进行分割，并计算出每个分割后区域的中心位置和无人机飞行速度，进一步实现无人机全部覆盖灾害区。所述编队方法编队分布更加快捷有效，从而在灾害救援中使得人们能够迅速了解实际灾害区域实际情况，提高了灾害救援中任务部署的效率与准确性。

可选地，所述确定无人机的待测区域具体为：在电子地图上选择无人机的待测区域。

在上述实施例的基础上，确定无人机的待测区域，可根据实际的灾害救援区域在电子地图上选择待测区域。

本发明实施例提供的基于集群控制的无人机编队方法，通过voronoi分割算法对灾害区域进行分割，并计算出每个分割后区域的中心位置和无人机飞行速度，进一步实现无人机全部覆盖灾害区。所述编队方法编队分布更加快捷有效，从而在灾害救援中使得人们能够迅速了解实际灾害区域实际情况，提高了灾害救援中任务部署的效率与准确性。

可选地，所述根据所述无人机的数量n对所述第一待测区域进行分割，并计算每个分割后的第二待测区域的第一中心位置及飞往所述中心位置的第一速度信息具体为：

根据voronoi算法及无人机的数量对所述第一待测区域进行分割，得到分割后的第二待测区域，计算所述第二待测区域的外接圆的圆心为所述第二待测区域的第一中心位置，并根据所述第一中心位置计算得到所述第一速度信息。

在上述实施例的基础上，中央控制台针对缩小后的所述第一待测区域，且缩放中心为多边形最小包围圆圆心，利用voronoi分割算法，对所述第一待测区域进行分割，得到多个子区域即第二待测区域，计算各个子区域即第二待测区域的最小包围圈，计算出最小包围圈的圆心，即第一中心位置，根据第一中心位置计算出所述第一速度信息，如下面公式所示：

使用voronoi分割算法计算出每架无人机飞行速度：

其中，为某一平面上x轴上的速度；为某一平面上y轴上的速度；为垂直方向z轴上的速度；(cc(yi1)，cc(yi2),0)为下一次无人机到达的位置，(xi，yi，zi)为无人机实际的位置，i表示圆心的序号；表示无人机的飞行速度。

图2为本发明实施例提供的无人机飞行速度非线性变化的示意图，如图2所示，通过计算得到的无人机飞行速度往往不能直接用于无人机的速度控制信号。比如，无人机的速度在刚开始时非常大，无人机难以调节，容易失控。而当无人机接近外接圆圆心时速度会非常小，使得无人机难以到达圆心。因此，需要对计算得到的速度进行如图2所示的非线性变换。通过得到的映射速度，对无人机进行控制，从而能够使得无人机在初始飞行时速度不至于过大，导致无人机不稳定。在将要到达目标位置时速度不会很小。

本发明实施例提供的基于集群控制的无人机编队方法，通过voronoi分割算法对灾害区域进行分割，并计算出每个分割后区域的中心位置和无人机飞行速度，进一步实现无人机全部覆盖灾害区。所述编队方法编队分布更加快捷有效，从而在灾害救援中使得人们能够迅速了解实际灾害区域实际情况，提高了灾害救援中任务部署的效率与准确性。

可选地，所述获取到无人机以所述第一速度信息到达所述第二区域的第一中心位置的信息具体为：

向所述无人机发送指令，所述指令包括第一中心位置和第一速度信息；

接收所述无人机通过gps定位装置或有源信标的方式返回的信息，所述信息为无人机以第一速度信息到达第一中心位置的位置信息。

在上述实施例的基础上，中央控制台将携带第一中心位置和第一速度信息的指令下发给无人机，无人机以第一速度信息飞到第一中心位置，在无人机上安装有gps定位装置，可以通过gps定位装置返回无人机当前所在的位置信息，也可以通过有源信标的方式返回当前的位置信息，中央控制台就可以获取到无人机当前的位置信息，当无人机当前的位置信息就是第一中心位置时，进行是否全覆盖的判断。

灾害救援无人机使用gps对其自身进行定位。采用cuav-ublox系列gps对无人机进行定位，gps模块中还内置电子罗盘以辨别方向。也可以通过使用有源信标的方式确定其与灾害探测区域的相对位置。将基站放置在灾害区域边缘，形成凸多边形。基站可以读取标签id，通过读到的标签距基站之间的距离，通过多点定位算法得到无人机的具体位置。

所述gps模块输出电压为3.3～5.5v，正常模式输出电流为50ma，省电模式下输出电流30ma，工作温度-40℃～85℃之间。

所述定位基站每秒发送一次标签信息，无线发射功率为4.5dbm，发射距离不小于80m，无线频段采用2.4ghz全球开放微波频段。

本发明实施例提供的基于集群控制的无人机编队方法，通过voronoi分割算法对灾害区域进行分割，并计算出每个分割后区域的中心位置和无人机飞行速度，进一步实现无人机全部覆盖灾害区。所述编队方法编队分布更加快捷有效，从而在灾害救援中使得人们能够迅速了解实际灾害区域实际情况，提高了灾害救援中任务部署的效率与准确性。

可选地，所述在获取到无人机以所述第一速度信息到达所述第二区域的第一中心位置的信息后，还包括：

若n个无人机的所述第一探测半径所覆盖的区域的并集小于所述第一待测区域，则将无人机的数量n加1，并根据所述无人机的数量n+1对所述第一待测区域重新进行分割与覆盖。

在上述实施例的基础上，当无人机根据第一速度信息到达第二区域的第一中心位置后，中央控制器判断n个无人机的第一探测半径所覆盖的区域的并集与所述第一待测区域的大小，若所述n个无人机的第一探测半径所覆盖的区域的并集小于所述第一待测区域，不能全部覆盖，则需要在原来无人机的数量上增加1，即无人机的数量变成n+1，中央控制器根据,无人机的数量n+1对第一待测区域进行重新分割与覆盖，直到无人机的数量能覆盖的区域的并集全部覆盖第一待测区域为止。

本发明实施例提供的基于集群控制的无人机编队方法，通过voronoi分割算法对灾害区域进行分割，并计算出每个分割后区域的中心位置和无人机飞行速度，进一步实现无人机全部覆盖灾害区。所述编队方法编队分布更加快捷有效，从而在灾害救援中使得人们能够迅速了解实际灾害区域实际情况，提高了灾害救援中任务部署的效率与准确性。

图3为本发明再一实施例提供的基于集群控制的无人机编队方法的流程示意图，如图3所示，在本发明实施例中，无人机使用gps对其自身进行实时定位。当系统进入工作模式以后，首先需要对系统参数进行初始化。需要初始化的参数至少包括无人机初始位置，无人机的初始位置可以通过无人机的gps定位装置进行获取，还有灾害救援区域的初始化。在本发明实施例中，首先对凸多边形的灾害区域进行标定。具体包括如下步骤：

(1)初始化灾害救援无人机架数与位置，确定无人机探测范围；无人机使用定位基站或gps确定其位置；

(2)按比例缩小探测范围；

(3)对缩小后的探测范围进行voronoi分割，计算出所有无人机的期望速度与飞行目标；

(4)无人机飞往目标位置；

(5)当所有无人机都到达目标位置之后，如果无人机架数不够，则无人机架数加1，重复(3)(4)两步；如果架数足够，根据所得结果，飞行器按照实际探测区域的目标飞行至目标区域；

(6)当所有无人机都飞到目标位置，方法结束。

在上述实施例中，在系统的初始化结束以后，为了加快系统收敛速度，将原探测区域进行等比例缩小，通过在缩小后的探测区域内进行仿真和预覆盖，对系统进行快速实验。当实验结束之后，无人机根据系统预覆盖结果，对探测区域进行实际覆盖。

图4为本发明又一实施例提供的基于集群控制的无人机编队方法的流程示意图，如图4所示，在缩小探测区域的预覆盖中，系统首先根据灾害救援无人机的位置对缩小后的探测区域进行voronoi分割，确定原始凸多边形顶点矩阵、缩小后额多边形最小包围圆半径和无人机探测半径，就按出原始凸多边形的最小包围圆，根据指定最小包围圆半径和实际最小包围圆半径计算出缩放比例，以计算得到的实际凸多边形最小包围圆圆心为缩放中心对实际区域进行缩放，计算缩放后的凸多边形的最小包围圆，即得到分割图像之后计算出各个子区域的最小包围圈。此时无人机通过一个计算速度飞往各自区域的最小包围圆圆心。当所有无人机到达目的地点之后，判断此时无人机是否能够完全覆盖探测区域，如果不能够完全覆盖探测区域，则再加入一架无人机。此时根据灾害救援无人机的位置对灾害区域进行voronoi分割，重复上述步骤，直到无人机能够完全覆盖目标探测区域。当无人机覆盖目标探测区域之后，通过实际探测区域，无人机飞往实际探测区域进行覆盖。

图5为本发明又一实施例提供的基于集群控制的无人机编队方法的流程示意图，如图5所示，系统在缩小后的探测区域内进行预覆盖时，首先初始化灾害救援无人机的架数与初始位置。然后对缩小后的灾害区域进行voronoi分割，然后无人机到达目标位置后，通过比较各自区域与其自身探测范围的大小，确定无人机是否能够完全覆盖探测区域。如果无人机不能完全覆盖住探测区域，无人机数量需要增加，然后再根据无人机的实际位置对灾害区域重新进行分割与覆盖。

此外，本发明实施例还提供了必要的救援设备空投装置，将空头装置安置于无人机底部视频获取设备下面。从而实现灾害救援无人机对灾害区域受伤人员提供必要的救援设备，该空投系统结构简单且投放更加快捷有效，从而解决了人工携带医疗救援设备能力有限，体力消耗大、灾害发生时难以进入灾难重发区，或耗时过长的缺点。

为了防止灾害救援无人机在飞行时不能实时获取gps信号，本发明实施例中无人机还采用了有源标签对无人机进行辅助定位，当无人机不能获取gps信号时，无人机通过接收到来自预置在灾害区域边缘的基站发出的射频信号对其自身进行定位，这使得灾害救援无人机的定位变得更加可靠。

此外，本发明实施例还提供了一种无人机，其包括无人机本体和如上所述的编队系统，其中无人机配有云台以安放数字摄像头。无人机上部还放置了gps以实现对自身定位。由于该无人机具有如上所述的编队系统，使得该无人机硬件结构较为简单且能够解决灾害区域地面交通瘫痪的状况，导致救援车辆不能及时到达灾害区域，救援成功率低，传统的直升机存在机动性差、难以快速反应、维护及使用成本高，急救成功率低等缺点。

综上所述，本发明实施例提供的灾害救援无人机以及用于无人机的编队系统，通过gps实现自身定位，并且通过voronoi分割算法对灾害区域进行分割，从而实现无人机灾害区域的覆盖。该编队系统硬件结构简单且编队分布更加快捷有效，从而解决了人工灾害区域监测时，救援车辆不能及时对灾害区域进行监测、救援成功率低，传统的直升机存在机动性差、难以快速反应、维护及使用成本高，急救成功率低等缺点。

此外，该无人机系统采用了高精度的温度传感器和数字图像获取设备，以实现对灾害区域环境的有效检测。无人机获取到实时环境参数以后，通过数据传输设备将数据发送至终端。这解决了一般灾害救援系统无法达到实时传送数据等弊端，在灾害救援中使得人们能够迅速了解实际灾害区域实际情况，提高了灾害救援中任务部署的效率与准确性。

本发明实施例针对目标区域过大问题，提出了首先进行缩小探测区域的方法。这样在一个缩小的探测区域内飞行器能够更加快速地确定飞行器的数量和位置，有效地提高了灾害救援无人机编队分布的时效性。

本发明实施例不仅可以使用gps来确定灾害救援无人机编队需要探测的区域，也可以使用有源信标来确定无人机与灾害现场的相对位置。这不仅能够加速人们对灾害救援中的任务部署，而且增加了无人机设备的灵活性，应用范围广。

图6为本发明实施例提供的基于集群控制的无人机编队装置的结构示意图，所述装置包括：确定模块10、计算模块20和判断模块30，其中，

确定模块10确定无人机的待测区域、无人机的探测半径、无人机的数量n及n个无人机的初始位置；

计算模块20根据所述无人机的数量n对所述第一待测区域进行分割，并计算每个分割后的第二待测区域的第一中心位置及飞往所述中心位置的第一速度信息，其中，所述第一待测区域为所述待测区域按第一比例缩小后的区域，第一探测半径为所述无人机的探测半径按所述第一比例缩小后的半径；

判断模块30在获取到无人机以所述第一速度信息到达所述第二区域的第一中心位置的信息后，若n个无人机的所述第一探测半径所覆盖的区域的并集大于所述第一待测区域，则根据所述n个无人机的初始位置，将所述n个无人机对应的所述第二中心位置和第二速度信息的指令发送给相对应的所述n个无人机，其中，所述第二中心位置是将所述第一中心位置按照所述第一比例计算得到的，所述第二速度信息是根据所述第一速度信息按照所述第一比例计算得到的。

在上述实施例的基础上，利用无人机对灾害救援区域进行探测，确定模块10先对无人机进行初始化设定，开始进入等待状态，根据实际的灾害救援区域在中央控制器上选择对应的待测区域，并根据无人机出厂设定好的探测半径进行设定，并且设定好无人机的数量，同时可通过定位系统获取到无人机的初始位置。

计算模块20对选择好的待测区域及无人机的探测半径按照比例缩小，缩小的比例可以根据实际的需求自行设定，按比例缩小后的待测区域为第一待测区域。

根据无人机的数量，对第一待测区域进行分割，得到分割后的子区域即第二待测区域，计算第二待测区域的第一中心位置和飞往所述第一中心位置的第一速度信息，其中，所述第一待测区域和第二待测区域并不是具体指某一个区域，只是用来区分是否进行了分割，所述第二待测区域也不是特别指定是某个区域，对于分割后的子区域都可以用第二待测区域进行表示。

当中心控制台获取到无人机以所述第一速度信息飞到第一中心位置时，判断模块30对n个无人机的所述第一探测半径所覆盖的区域的并集与所述第一待测区域进行判断，若n个无人机的所述第一探测半径所覆盖的区域的并集大于所述第一待测区域，则根据所述n个无人机的初始位置，将所述n个无人机对应的所述第二中心位置和第二速度信息的指令发送给对应的无人机，其中，所述第二中心位置是将所述第一中心位置按照所述第一比例计算得到的，所述第二速度信息是根据所述第一速度信息按照所述第一比例计算得到的。

本发明实施例提供的装置适用于上面所述的方法，其功能具体可参照上述方法实施例，此处不再赘述。

本发明实施例提供的基于集群控制的无人机编队装置，通过voronoi分割算法对灾害区域进行分割，并计算出每个分割后区域的中心位置和无人机飞行速度，进一步实现无人机全部覆盖灾害区。所述编队方法编队分布更加快捷有效，从而在灾害救援中使得人们能够迅速了解实际灾害区域实际情况，提高了灾害救援中任务部署的效率与准确性。

可选地，所述确定无人机的待测区域具体为：在电子地图上选择无人机的待测区域。

在上述实施例的基础上，确定无人机的待测区域，可根据实际的灾害救援区域在电子地图上选择待测区域。

本发明实施例提供的基于集群控制的无人机编队装置，通过voronoi分割算法对灾害区域进行分割，并计算出每个分割后区域的中心位置和无人机飞行速度，进一步实现无人机全部覆盖灾害区。所述编队方法编队分布更加快捷有效，从而在灾害救援中使得人们能够迅速了解实际灾害区域实际情况，提高了灾害救援中任务部署的效率与准确性。

一种基于集群控制的无人机编队系统，其特征在于，包括：中央控制台与至少一无人机，其中，所述中央控制台执行上述所述的任一无人机编队方法。

图7本发明实施例提供的计算机设备的结构框图，如图7所示，所述计算机设备包括：处理器(processor)601、存储器(memory)602和总线603；

其中，所述处理器601和所述存储器602通过所述总线603完成相互间的通信；

所述处理器601用于调用所述存储器602中的程序指令，以执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：

确定无人机的待测区域、无人机的探测半径、无人机的数量n及n个无人机的初始位置；

根据所述无人机的数量n对所述第一待测区域进行分割，并计算每个分割后的第二待测区域的第一中心位置及飞往所述中心位置的第一速度信息，其中，所述第一待测区域为所述待测区域按第一比例缩小后的区域，第一探测半径为所述无人机的探测半径按所述第一比例缩小后的半径；

在获取到无人机以所述第一速度信息到达所述第二区域的第一中心位置的信息后，若n个无人机的所述第一探测半径所覆盖的区域的并集大于所述第一待测区域，则根据所述n个无人机的初始位置，将所述n个无人机对应的所述第二中心位置和第二速度信息的指令发送给相对应的所述n个无人机，其中，所述第二中心位置是将所述第一中心位置按照所述第一比例计算得到的，所述第二速度信息是根据所述第一速度信息按照所述第一比例计算得到的。

本发明实施例公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：

确定无人机的待测区域、无人机的探测半径、无人机的数量n及n个无人机的初始位置；

根据所述无人机的数量n对所述第一待测区域进行分割，并计算每个分割后的第二待测区域的第一中心位置及飞往所述中心位置的第一速度信息，其中，所述第一待测区域为所述待测区域按第一比例缩小后的区域，第一探测半径为所述无人机的探测半径按所述第一比例缩小后的半径；

在获取到无人机以所述第一速度信息到达所述第二区域的第一中心位置的信息后，若n个无人机的所述第一探测半径所覆盖的区域的并集大于所述第一待测区域，则根据所述n个无人机的初始位置，将所述n个无人机对应的所述第二中心位置和第二速度信息的指令发送给相对应的所述n个无人机，其中，所述第二中心位置是将所述第一中心位置按照所述第一比例计算得到的，所述第二速度信息是根据所述第一速度信息按照所述第一比例计算得到的。

本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：

确定无人机的待测区域、无人机的探测半径、无人机的数量n及n个无人机的初始位置；

根据所述无人机的数量n对所述第一待测区域进行分割，并计算每个分割后的第二待测区域的第一中心位置及飞往所述中心位置的第一速度信息，其中，所述第一待测区域为所述待测区域按第一比例缩小后的区域，第一探测半径为所述无人机的探测半径按所述第一比例缩小后的半径；

在获取到无人机以所述第一速度信息到达所述第二区域的第一中心位置的信息后，若n个无人机的所述第一探测半径所覆盖的区域的并集大于所述第一待测区域，则根据所述n个无人机的初始位置，将所述n个无人机对应的所述第二中心位置和第二速度信息的指令发送给相对应的所述n个无人机，其中，所述第二中心位置是将所述第一中心位置按照所述第一比例计算得到的，所述第二速度信息是根据所述第一速度信息按照所述第一比例计算得到的。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上所描述的装置以及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。