一种多飞行设备协同飞行的控制方法及控制装置的制造方法

文档序号:9199897阅读:216来源:国知局
一种多飞行设备协同飞行的控制方法及控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种飞行设备飞行轨迹控制的技术领域,尤其涉及一种多飞行设备协 同飞行的控制方法及控制装置。
【背景技术】
[0002] 随着电子科学技术的进步和计算机工业水平的发展,无人飞行设备逐步进入人们 的生活领域,比如在一些拍摄、物品传递、飞行表演等场合,就经常需要无人飞行设备来执 行相应的任务。
[0003] 例如,中国专利申请号为CN201410127664. 4的专利申请中,公开了一种无人飞行 器室内定位与环境建模方法,可以对无人飞行器进行飞行轨迹与定位,并快速绘制室内三 维环境模型;具体地:通过构建无人飞行器的操作平台和操作方法,利用其上搭载的RGB-D 传感器对数据进行收集,并采用视觉测程法对无人飞行器在室内飞行的飞行轨迹及位置进 行估计,采用扩展的卡尔曼滤波算法得到更为准确的飞行器飞行轨迹及位置。进一步,利用 无人飞行器与地面通信装置的数据传输功能使其将机上传感器收集信息实时反馈给地面 操作人员,并利用计算机三维数据显示方法对收集数据进行计算、处理与室内三维环境建 模与显示。
[0004] 另一份中国专利申请号为CN201410221759. 2的专利申请中,公开了一种无人飞 行器对地面目标运动轨迹预测的装置及其方法,其中,移动目标数据采集模块通过无人飞 行器的机载装置中的机载传感器系统采集地面移动目标的数据;移动目标数据处理模块将 地面移动目标轨迹三维极坐标换算成三维直角坐标,并对目标轨迹数据进行标准化处理后 进行分析预测;移动目标轨迹生成模块调用预测方法库中的地面移动目标轨迹预测的方 法,对移动目标的轨迹标准化数据进行分析预测,并生成预测结果;移动目标轨迹推荐模块 结合标准化数据和预测结果计算出当前移动目标轨迹预测结果的推荐度;这样可有效的预 测地面移动目标的轨迹、为无人机任务规划系统提供可靠信息等优点。
[0005] 发明人在实现本发明的过程中,发现现有技术中的飞行设备通常都是单台飞行设 备单独工作的方式,但是对于一些仪式、庆典活动、飞行表演中,需要使用多个飞行设备同 时飞行,才能在三维空间的范围内营造出一些特定的功能和效果。为了达到多飞行设备同 时飞行,通常采用的方案是:1、单人控制多个飞行设备,2、多个人分别控制不同的飞行设 备。但是对于第1种情况,会受限于单人发出指令的能力,所以只可能将拍成队列的多个飞 行设备发出同样的指令,此时的多个飞行设备只能简单的队列排布,并不能达到理想的飞 行效果;对于第2种情况,又会受限于不同人的控制能力和手眼反应速度不一致性,导致飞 行设备接收控制指令的同步率受到影响。

【发明内容】

[0006] 为了解决现有技术中存在的多飞行设备不能达到理想飞行效果的技术问题,本发 明提供了一种提高飞行设备视觉冲击力、具有很好协同飞行效果的多飞行设备协同飞行的 控制方法及控制装置。
[0007] 本发明提供的技术方案是:
[0008] -方面,提供一种多飞行设备协同飞行的控制方法,其特征在于,包括:
[0009] 1)、选定空间坐标系,对飞行设备所在的空域进行空间建模;
[0010] 2)、对飞行设备的大小和飞行参数进行建模;
[0011] 3)、对飞行设备的航道轨迹进行预处理,所述预处理的信息包括飞行设备在飞行 过程中,对应于空间坐标系中的位置参数和飞行设备在空间坐标系中不同点的时间参数;
[0012] 4)、根据步骤3)中航道轨迹预处理的信息,分析各航道轨迹自身以及不同航道轨 迹彼此之间是否有冲突;如果有冲突,则对飞行设备的航道轨迹重新预处理,如果没有冲 突,执行下一步;
[0013] 5)、将步骤3)中航道轨迹预处理的信息,转换成飞行设备能够执行的飞行命令, 所述飞行命令至少包括飞行设备的飞行速度,飞行加速度,飞行时间中的一种。
[0014] 因此,可以在空域中预先定义各飞行设备的航道轨迹,并且增加了航道轨迹冲突 判断的步骤,确保飞行设备彼此不会碰撞;而且将预先定义的航道飞行轨迹转换成飞行设 备可以执行的飞行命令;能够避免了人工操作产生的不确定性和不协调性。
[0015] 优选地,所述控制方法还包括:6)、将所述飞行命令注入到飞行设备控制器中,控 制飞行设备执行所述飞行命令;并且所述飞行命令中的飞行速度和飞行加速度都是矢量参 数。这样可以让飞行设备自动执行飞行命令,从而更好地实现多飞行设备的复杂协同飞行 效果。
[0016] 优选地,所述步骤3)和步骤4)之间还包括:
[0017] 判断飞行设备是否能够按照预处理的航道轨迹进行飞行的步骤,如果能,就进入 步骤4),如果不能,回到步骤3)重新对航道轨迹进行预处理。
[0018] 优选地,所述步骤3)对所述航道轨迹进行预处理时,需要在预定的条件下进行, 所述预定条件包括预处理的参数对应飞行设备执行飞行命令时,不能超过飞行设备的最大 飞行速度和最大飞行加速度。因此,可以提前直接将航道轨迹设置成飞行设备能够完成飞 行的路线,提高控制方法的效率。
[0019] 优选地,所述步骤3)中需要同时对至少两个航道轨迹进行预处理。
[0020] 优选地,所述步骤3)先对第一飞行设备的第一航道轨迹进行预处理,然后执行步 骤4)和步骤5);再对第二飞行设备的第二航道轨迹进行预处理,然后执行步骤4)和步骤 5);并且对不同飞行设备按照依此顺序规划航道轨迹。
[0021] 优选地,步骤3)中航道轨迹预处理可以采用打点的方式对航道轨迹进行规划,需 要打的点包括飞行设备的起点、终点和航道轨迹中的关键点,并且在航道轨迹中可以插入 预先设置需要完成的飞行动作。
[0022] 优选地,所述飞行动作包括让飞行设备处于停留状态和处于翻转状态。
[0023] 优选地,可以按照预定的策略,将所述飞行设备的起点、终点和航道轨迹中的关键 点自动连接成航道轨迹。
[0024] 优选地,所述步骤4)之后,还包括对预处理后的航道轨迹进行仿真,并判断仿真 的效果是否达到预期的效果;如果没有达到预期的效果,则返回至步骤3),重新对航道轨 迹预处理,如果达到了预定的仿真效果,则执行步骤5)。
[0025] 因此,根据仿真效果来判断是否符合预期的要求,可以减少因为不能预知飞行设 备飞行的效果,而造成不必要的损失。
[0026] 另一方面,本发明还提供一种多飞行设备协同飞行的控制装置,其特征在于,包 括:
[0027] 空间建模单元,可以根据空间坐标系,对飞行设备所在的空域进行空间建模;
[0028] 飞行设备建模单元,可以对飞行设备的大小和飞行参数进行建模;
[0029] 航道轨迹规划单元,可以对飞行设备的航道轨迹进行预处理,所述预处理的信息 包括飞行设备在飞行过程中,对应于空间坐标系中的位置参数和飞行设备在空间坐标系中 不同点的时间参数;
[0030] 航道轨迹冲突分析单元,根据所述航道轨迹规划单元中预处理的信息,分析各航 道轨迹自身以及不同航道轨迹彼此之间是否有冲突;
[0031] 飞行执行转换单元,可以将所述航道轨迹规划单元中预处理的信息,转换成飞行 设备能够执行的飞行命令,所述飞行命令至少包括飞行设备的飞行速度,飞行加速度,飞行 时间中的一种和持续飞行时间。
[0032] 优选地,所述多飞行设备协同飞行的控制装置还设置有航道轨迹演示单元,所述 航道演示单元可以对所述航道轨迹规划单元中预处理的航道轨迹进行仿真。
[0033] 优选地,所述飞行命令中的飞行速度和飞行加速度都是矢量参数。
[0034] 因此,采用上述技术方案,可以在空域中预先定义各飞行设备的航道轨迹,避免了 人工操作产生的不确定性和不协调性。
【附图说明】
[0035] 图1为本发明实施例一提供的一种多种飞行设备协同飞行控制方法的流程图;
[0036] 图2为本发明实施例一提供的一种多种飞行设备协同飞行控制装置的方框图;
[0037] 图3为本发明实施例二提供的一种多种飞行设备协同飞行控制方法的流程图;
[0038] 图4为本发明实施例三提供的一种多种飞行设备协同飞行控制方法的流程图;
[0039] 图5为本发明实施例三提供的一种多种飞行设备协同飞行控制装置的方框
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