一种无人机集群地面信息采集识别管理方法与流程

本发明涉一种无人机集群地面信息采集识别管理方法，属无人机技术领域。

背景技术：

目前通过无人机设备集群飞行对特定范围内进行信息采集等作业时当前无人机设备重要的应用领域之一，当前在对无人机进行集群信息采集作业时，往往均采用传统的飞行控制及信息传递模式，即在集群飞行各各无人机设备中设定至少一个主控制无人机，然后在整个集群中设定若干控制节点无人机，然后由主控制无人机在进行信息采集作业的同事，另实现对控制信号中继传输，借助各控制节点无人机对整体机群飞行进行控制，同事通过主控制无人机对机群中的各采集信息数据进行远程传输反馈，虽然这种控制方式相对成熟，且对无人机集群具有较好的控制能力，但在运行中，一方面导致机群中各无人机在进行数据采集时均相互独立运行，缺乏必要的协同运行能力，导致采集到的信息在后续处理时难度相对较大，另一方面也导致机群中各无人机的自主运行能力相对较差，从而极易发生因主控制无人机、控制节点无人机中任意一个发生故障等异常工作状态时，导致相关的多架无人机也随之发生故障，抗故障能力低下，从而严重影响了当前无人机集群飞行及信息采集作业的稳定性和可靠性，于此同事，当前的无人机设备集群运行时，尤其是控制无人机、控制节点无人机在运行时的数据处理量大，且通讯作业灵活性差，不能同事满足有效控制机群飞行和处于最佳位置进行数据通讯作业的需要，从而也导致当前在进行无人机集群作业时的信号通讯可靠性和控制精度均相对较差，针对这一现状，迫切需要开发一种全新的矿用人员管理及数据通讯系统及使用方法，以满足实际使用的需要。

技术实现要素：

为了解决现有分类技术上的一些不足，本发明提供一种无人机集群地面信息采集识别管理方法。

为了实现上面提到的效果，提出了一种无人机集群地面信息采集识别管理方法，其包括以下步骤：

一种无人机集群地面信息采集识别管理方法，包括以下步骤：

第一步，设备装配，根据使用需要，首先建立一个基于云数据处理平台的数据处理服务器，基于云数据处理平台的数据处理服务器通过通讯网络与至少一台无人机远程操控终端相互连接，然后将总数为奇数且数量不少于11台的无人机设备分别与无人机远程操控终端间建立无线数据连接，从而构成统一的视频信息采集硬件体系，并为视频信息采集硬件体系中的各无人机设备分配相互独立的数据通讯地址和数据通讯协议；

第二步，无人机编组，完成第一步作业后，首先向基于云数据处理平台的数据处理服务器中录入各无人机飞行姿态控制策略、地面信息采集控制策略、远程信息通讯策略及故障应急替补策略，然后将无人机飞行姿态控制策略、地面信息采集控制策略、远程信息通讯策略及故障应急替补策略发送到无人机远程操控终端中，然后由无人机远程操控终端根据无人机飞行姿态控制策略、地面信息采集控制策略、远程信息通讯策略及故障应急替补策略分别编订各无人机设备远程控制程序，并将无人机设备远程控制程序下载到各相应的无人机设备中备用；

第三步，视频采集，完成第二步后，直接由无人机远程操控终端启动各无人机设备起飞运行，在各无人机设备在完成起飞并达到预定高度后，根据第二部录入的无人机设备远程控制程序，依照无人机飞行姿态控制策略、地面信息采集控制策略、远程信息通讯策略及故障应急替补策略进行编队，经过编队后，所有视频信息采集硬件体系中的无人机设备分为至少两个信息采集工作组、至少两个数据通讯中继单体无人机，一方面通过各信息采集工作组对地面进行信息采集，然后将采集的信息通过数据通讯中继单体无人机中继后发送到无人机远程操控终端，并通过无人机远程操控终端传送至基于云数据处理平台的数据处理服务器中，然后由基于云数据处理平台的数据处理服务器对接收的数据进行储存、分析及识别作业；

第四步，飞行动态调整，在经过基于云数据处理平台的数据处理服务器对接收的数据进行储存、分析及识别作业后，根据作业需要，通过无人机远程操控终端向各无人机发送新的观测位置坐标和飞行路径，驱动当前的各无人机设备按照新的飞行路径飞抵送新的观测位置，然后根据第三步作业要求进行地面信息采集作业。

进一步的，所述的第一步作业中，分别为每台无人机设备配备视频采集设备和远程信息通讯设备。

进一步的，所述的第二步中，无人机飞行姿态控制策略包括无人机起降控制参数、飞行速度控制参数、飞行高度控制参数、飞行中相邻两个无人机设备间间距参数；地面信息采集控制策略包括录像作业时时间参数、录像焦距参数、相邻两次录像间时间间隔参数、拍照焦距参数、相邻两次拍照时间间隔参数及录像与拍照无人机指派参数；远程信息通讯策略包括远程数据通讯频率、远程数据通讯时无人机设备飞行高度及远程数据通讯时间间隔；故障应急替补策略包括运行过程中，单台无人机设备故障后周边无人机再次编队控制参数。

进一步的，所述的第三步中，信息采集工作组中包括一架视频信息采集无人机和至少四架拍照图像采集无人机，且同一信息采集工作组中的各无人机设备在水平面上，拍照图像采集无人机环绕视频信息采集无人机呈矩形阵列、环形阵列任意一种结构分布。

进一步的，所述的第三步中两个数据通讯中继单体无人机，其中一个位于各信息采集工作组正上方，另一个位于各信息采集工作组正下方，且两个数据通讯中继单体无人机分布在同一与水平面垂直分布的直线方向上，各信息采集工作组环绕两个数据通讯中继单体无人机连接线呈矩形阵列、环形阵列任意一种结构分布，且各信息采集工作组中的无人机设备飞行高度不高于位于各信息采集工作组上方的数据通讯中继单体无人机，飞行最低点不低于各信息采集工作组下方的数据通讯中继单体无人机下方1—10米。

本发明系统构成结构简单，使用灵活方便、通用性好，拓展能力和抗故障能力强，运行自动化程度高，一方面可有效实现同时控制多台无人机协同对指定位置进行持续的视频信息收集和图像信息收集，且视频信息收集和图像信息收集作业时各不影响，从而有效的提高数据采集的连续性、全面性和采集精度，另一方面可有效的实现各无人机间飞行协调控制的灵活性和便捷性，同时提高远程数据通讯及控制信号传输的效率和质量，从而有效的提高数据通讯及无人机操控作业的可靠性，于此同时，还可根据各无人机飞行情况，对故障无人机进行有效的替换，极大的提高无人机机群飞行控制、数据采集及数据传递作业抗故障能力，以及系统整体运行的可靠性和稳定性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明方法流程图；

图2为机群飞行姿态为竖直方向时一种结构示意图；

图3机群飞行姿态为水平方向时结构示意图；

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1-3所述的一种无人机集群地面信息采集识别管理方法，包括以下步骤：

第一步，设备装配，根据使用需要，首先建立一个基于云数据处理平台的数据处理服务器，基于云数据处理平台的数据处理服务器通过通讯网络与至少一台无人机远程操控终端相互连接，然后将总数为奇数且数量不少于11台的无人机设备分别与无人机远程操控终端间建立无线数据连接，从而构成统一的视频信息采集硬件体系，并为视频信息采集硬件体系中的各无人机设备分配相互独立的数据通讯地址和数据通讯协议；

第二步，无人机编组，完成第一步作业后，首先向基于云数据处理平台的数据处理服务器中录入各无人机飞行姿态控制策略、地面信息采集控制策略、远程信息通讯策略及故障应急替补策略，然后将无人机飞行姿态控制策略、地面信息采集控制策略、远程信息通讯策略及故障应急替补策略发送到无人机远程操控终端中，然后由无人机远程操控终端根据无人机飞行姿态控制策略、地面信息采集控制策略、远程信息通讯策略及故障应急替补策略分别编订各无人机设备远程控制程序，并将无人机设备远程控制程序下载到各相应的无人机设备中备用；

第三步，视频采集，完成第二步后，直接由无人机远程操控终端启动各无人机设备起飞运行，在各无人机设备在完成起飞并达到预定高度后，根据第二部录入的无人机设备远程控制程序，依照无人机飞行姿态控制策略、地面信息采集控制策略、远程信息通讯策略及故障应急替补策略进行编队，经过编队后，所有视频信息采集硬件体系中的无人机设备分为至少两个信息采集工作组1、至少两个数据通讯中继单体无人机2，一方面通过各信息采集工作组对地面进行信息采集，然后将采集的信息通过数据通讯中继单体无人机中继后发送到无人机远程操控终端，并通过无人机远程操控终端传送至基于云数据处理平台的数据处理服务器中，然后由基于云数据处理平台的数据处理服务器对接收的数据进行储存、分析及识别作业；

第四步，飞行动态调整，在经过基于云数据处理平台的数据处理服务器对接收的数据进行储存、分析及识别作业后，根据作业需要，通过无人机远程操控终端向各无人机发送新的观测位置坐标和飞行路径，驱动当前的各无人机设备按照新的飞行路径飞抵送新的观测位置，然后根据第三步作业要求进行地面信息采集作业。

本实施例中，所述的第一步作业中，分别为每台无人机设备配备视频采集设备和远程信息通讯设备。

本实施例中，所述的第二步中，无人机飞行姿态控制策略包括无人机起降控制参数、飞行速度控制参数、飞行高度控制参数、飞行中相邻两个无人机设备间间距参数；地面信息采集控制策略包括录像作业时时间参数、录像焦距参数、相邻两次录像间时间间隔参数、拍照焦距参数、相邻两次拍照时间间隔参数及录像与拍照无人机指派参数；远程信息通讯策略包括远程数据通讯频率、远程数据通讯时无人机设备飞行高度及远程数据通讯时间间隔；故障应急替补策略包括运行过程中，单台无人机设备故障后周边无人机再次编队控制参数。

本实施例中，所述的第三步中，信息采集工作组1中包括一架视频信息采集无人机101和至少四架拍照图像采集无人机102，且同一信息采集工作组中的各无人机设备在水平面上，拍照图像采集无人机环绕视频信息采集无人机呈矩形阵列、环形阵列任意一种结构分布。

本实施例中，所述的第三步中两个数据通讯中继单体无人机，其中一个位于各信息采集工作组正上方，另一个位于各信息采集工作组正下方，且两个数据通讯中继单体无人机分布在同一与水平面垂直分布的直线方向上，各信息采集工作组环绕两个数据通讯中继单体无人机连接线呈矩形阵列、环形阵列任意一种结构分布，且各信息采集工作组中的无人机设备飞行高度不高于位于各信息采集工作组上方的数据通讯中继单体无人机，飞行最低点不低于各信息采集工作组下方的数据通讯中继单体无人机下方1—10米。

本发明系统构成结构简单，使用灵活方便、通用性好，拓展能力和抗故障能力强，运行自动化程度高，一方面可有效实现同时控制多台无人机协同对指定位置进行持续的视频信息收集和图像信息收集，且视频信息收集和图像信息收集作业时各不影响，从而有效的提高数据采集的连续性、全面性和采集精度，另一方面可有效的实现各无人机间飞行协调控制的灵活性和便捷性，同时提高远程数据通讯及控制信号传输的效率和质量，从而有效的提高数据通讯及无人机操控作业的可靠性，于此同时，还可根据各无人机飞行情况，对故障无人机进行有效的替换，极大的提高无人机机群飞行控制、数据采集及数据传递作业抗故障能力，以及系统整体运行的可靠性和稳定性。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。