室内多无人机编队飞行仿真验证平台及其实现方法与流程

文档序号:12269813阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种室内多无人机编队飞行仿真验证实现方法,其特征是,步骤是:首先利用室内定位系统经过标定构建出室内xyz三维坐标系,利用高速红外摄像头依据贴装在各无人机上的标记点,实时抓拍并进行预处理,借助交换机传给地面计算机;利用地面计算机对摄像头传来的数据进行处理,实时地解算出每个无人机的当前位置,并经过打包通过TCP/IP协议的方式传送给地面站;采用借助ROS的进程通信机制的地面站,其中,每个进程以节点方式运行,采取订阅、发布会话的途径接收定位系统传来的位置数据,同时在地面站运行相关决策算法计算出各无人机下一时刻的期望位置,并通过ZigBee无线通信传输出去;无人机通讯网络采取分布式、自组网的形式进行搭建,没有长机僚机之分,每个无人机均可直接与地面站通信,同时彼此间也可进行数据交互,实现了数据的组网传输;各无人机接收地面站传来的数据,经过解包处理提取当前位置与期望位置信息,并运行机载控制算法,驱动无人机运动到设定的期望位置,如此循环往复,最终实现多无人机编队飞行的仿真验证。

2.如权利要求1所述的室内多无人机编队飞行仿真验证实现方法,其特征是,利用地面站提供多无人机参考轨迹、显示多无人机当前状态与通信功能,地面站同时需要实时运行相关的编队控制算法。

3.如权利要求1所述的室内多无人机编队飞行仿真验证实现方法,其特征是,通过ZigBee传输出去的具体步骤是,首先将地面站上Xbee模块设置为协调器模块,其他Xbee模块均设为路由模块,协调器模块通过RS-232串口与地面站相连,路由模块同样借助串口与每个无人机上的控制器有线相连,操作人员在地面站只需编写相应的控制指令,然后通过查询各模块的网络地址,组建相应的数据帧,便可借助协调器发送到目标飞行器,同时各飞行器也可以回传信息,检验发送是否成功,是否存在丢包、堵塞问题;而且各路由模块均可广播信息,用以告知自己的姿态、位置等信息,避免编队飞行中发生碰撞。

4.如权利要求1所述的室内多无人机编队飞行仿真验证实现方法,其特征是,采用借助ROS的进程通信机制的地面站具体是,地面站设置有接收定位系统数据模块、显示各无人机状态信息模块、编队轨迹生成模块和给每个无人机发送反馈位置与参考轨迹模块,各个模块分别以节点的形式运行于ROS环境中,相当于操作系统中各个进程的运行方式;各个节点之间通过ROS提供的“发布/订阅”的方式进行数据交互。

5.一种室内多无人机编队飞行仿真验证平台,其特征是,包括,无人机、机载传感器、地面计算机、地面站、室内红外摄像头;

无人机的姿态信息通过机载传感器获得;

地面计算机用于:标定构建出室内xyz三维坐标系;红外摄像头依据贴装在各无人机上的标记点,实时抓拍并进行预处理,借助交换机传给地面计算机,地面计算机对红外摄像头传来的数据进行处理,实时地解算出每个无人机的当前位置,并发送给地面站;

地面站运行在Linux环境下,借助ROS的进程通信机制,每个进程以节点方式运行,采取订阅、发布会话的途径接收地面计算机传来的每个无人机位置数据,同时运行相关决策算法计算出各无人机下一时刻的期望位置,并通过ZigBee无线通信传输出去;

无人机通讯网络采取分布式、自组网的形式进行搭建,每个无人机均可直接与地面站通信,同时彼此间也可进行数据交互;各无人机接收地面站传来的数据,经过解包处理提取当前位置与期望位置信息,并运行机载控制算法,驱动无人机运动到设定的期望位置。

6.如权利要求5所述的室内多无人机编队飞行仿真验证平台,其特征是,无人机采用分环控制的结构形式,内环接收机载传感器进行姿态控制,外环为位置控制,均采用机载PID控制器实现。

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