一种基于微型无人机蜂群的搜索系统的制作方法

文档序号:39342560发布日期:2024-09-10 12:02阅读:60来源:国知局

本发明涉及无人机蜂群,特别是涉及一种可用于陌生环境全覆盖探测的基于微型无人机蜂群的搜索系统。


背景技术:

1、当前的蜂群无人机多采用中大型无人机平台,中大型的蜂群系统通常会在较高的位置对目标区域进行遍历搜索,只能粗略的对区域进行搜索,受益于平台大,该类蜂群能够携带高性能的侦查设备,因而其搜索效率和覆盖区域较大,适合较为平坦或者已知区域的搜索,不适用于建筑或树木较多的陌生区域的精确搜索。

2、公开号为cn113268086a的专利文献中,公开了名称为“一种微型无人机蜂群作战系统”,该系统采用了100g的微型无人机平台,具有较好的便携性和隐蔽性的优势。但该平台尺寸、重量、功耗太小,携带的设备性能有限,定位方式过分依赖gps,而陌生丛林及城市场景下的gps信号弱,若无人机不存在其他的导航方式,难以在这些场景自主安全飞行,同时这些场景下的建筑、树木等障碍物较多,无人机同时需要具备避障功能,才能有效地在山地丛林、城市建筑等场景下应用。

3、可见,现有技术中,可用于蜂群无人机的微型平台的集成度不高,功能较为单一,过分依赖gps导航同时不具备避障功能,难以在gps信号弱且障碍物多的山地丛林、城市建筑群等场景下应用。同时现有的搜索遍历策略大都在同一高度下,来回执行航线,仅能发现较为明显的目标,难以有效发现被建筑、树木等遮蔽的目标。


技术实现思路

1、鉴于上述问题,本发明提供用于克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种基于微型无人机蜂群的搜索系统。实现了山地丛林、城市建筑等陌生环境下的目标精度搜索,克服了微型平台的自身平台尺寸、重量、功耗太小带来的蜂群系统功能单一等问题。

2、本发明提供了如下方案:

3、一种基于微型无人机蜂群的搜索系统,包括:

4、若干架微型无人机以及便携式终端;

5、所述微型无人机包括感知模块、任务处理模块以及自组网模块;所述感知模块包括前视觉相机以及下视觉相机,所述感知模块用于采集陌生环境的障碍物图像信息;所述任务处理模块用于通过所述障碍物图像信息结合图像处理软件、避障软件以及视觉导航软件实现避障与视觉导航;

6、所述便携式终端用于为操作人员提供蜂群控制的交互界面,并将生成的任务指令信息通过所述自组网模块广播给若干所述微型无人机;所述任务指令信息包括高空搜索方案以及低空搜索方案;

7、接收到所述高空搜索方案的所述微型无人机用于执行高空搜索,并在高空搜索完成后生成环绕搜索航线对目标物体进行环绕搜索;搜索完成后将搜索获得的高空搜索结果信息回传至所述便携式终端;

8、接收到所述低空搜索方案的所述微型无人机用于执行低空搜索,并开启避障及视觉定位功能,以便在有障碍和/或gps信号弱时实现避障与视觉导航;搜索完成后将搜索获得的低空搜索结果信息回传至所述便携式终端。

9、优选地:所述任务指令信息还包括根据用户输入的任务区域的坐标点信息确定的执行任务的无人机的数量、蜂群飞行队形、飞行高度、飞行速度以及应急策略。

10、优选地:所述高空搜索方案包括几字型搜索航线。

11、优选地:所述低空搜索方案包括井字型搜索航线。

12、优选地:所述便携式终端还用于根据所述高空搜索结果信息以及所述低空搜索结果信息生成包含所有目标分布状况的态势图并展示。

13、优选地:所述微型无人机包括重量为1.4千克以下的四旋翼微型平台。

14、优选地:还包括携行包,所述四旋翼微型平台包括机臂可折叠的机体;所述携行包用于存放机臂成折叠状态的所述机体并对所述机体进行充放电管理以及显示所述机体状态。

15、优选地:所述微型无人机还包括光电吊舱,所述光电吊舱包括可见光与红外相结合的双光吊舱以及三轴云台;所述光电吊舱用于对人、车、树、楼进行识别。

16、优选地:所述光电吊舱还包括用于实现识别目标学习能力的学习模块。

17、优选地:所述微型无人机还包括飞行控制模块,所述飞行控制模块包括单片机最小单元,以使所述飞行控制模块仅用于控制所述微型无人机的飞行。

18、根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:

19、本申请实施例提供的一种基于微型无人机蜂群的搜索系统,采用高空搜索和低空搜索结合的方式,精确的识别出陌生场景的各类元素,目标位置,提高了操作人员对陌生环境的感知能力。采用了双目深度相机进行环境感知,在低空搜索时让无人机具备避障及gps信号弱的场景下的飞行能力,提升了蜂群发现遮蔽处目标的能力。可以针对不同的搜索场景采用了不同的搜索航线,提升了蜂群整体的搜索效率。同时,采用了可折叠的无人机平台,能够快速放入携行包,操作简单、便携。另外,还可以采用独立的基于单片机的飞行控制模块,可靠性高,保证飞行安全。

20、当然,实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。



技术特征:

1.一种基于微型无人机蜂群的搜索系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的基于微型无人机蜂群的搜索系统,其特征在于,所述任务指令信息还包括根据用户输入的任务区域的坐标点信息确定的执行任务的无人机的数量、蜂群飞行队形、飞行高度、飞行速度以及应急策略。

3.根据权利要求1所述的基于微型无人机蜂群的搜索系统,其特征在于,所述高空搜索方案包括几字型搜索航线。

4.根据权利要求1所述的基于微型无人机蜂群的搜索系统,其特征在于,所述低空搜索方案包括井字型搜索航线。

5.根据权利要求1所述的基于微型无人机蜂群的搜索系统,其特征在于,所述便携式终端还用于根据所述高空搜索结果信息以及所述低空搜索结果信息生成包含所有目标分布状况的态势图并展示。

6.根据权利要求1所述的基于微型无人机蜂群的搜索系统,其特征在于,所述微型无人机包括重量为1.4千克以下的四旋翼微型平台。

7.根据权利要求6所述的基于微型无人机蜂群的搜索系统,其特征在于,还包括携行包,所述四旋翼微型平台包括机臂可折叠的机体;所述携行包用于存放机臂成折叠状态的所述机体并对所述机体进行充放电管理以及显示所述机体状态。

8.根据权利要求1所述的基于微型无人机蜂群的搜索系统,其特征在于,所述微型无人机还包括光电吊舱,所述光电吊舱包括可见光与红外相结合的双光吊舱以及三轴云台。

9.根据权利要求8所述的基于微型无人机蜂群的搜索系统,其特征在于,所述光电吊舱还包括用于实现识别目标学习能力的学习模块。

10.根据权利要求1所述的基于微型无人机蜂群的搜索系统,其特征在于,所述微型无人机还包括飞行控制模块,所述飞行控制模块包括单片机最小单元,以使所述飞行控制模块仅用于控制所述微型无人机的飞行。


技术总结
本发明公开了一种基于微型无人机蜂群的搜索系统,采用高空搜索和低空搜索结合的方式,精确的识别出陌生场景的各类元素,目标位置,提高了操作人员对陌生环境的感知能力。采用了双目深度相机进行环境感知,在低空搜索时让无人机具备避障及GPS信号弱的场景下的飞行能力,提升了蜂群发现遮蔽处目标的能力。可以针对不同的搜索场景采用不同的搜索航线,提升了蜂群整体的搜索效率。同时,采用了可折叠的无人机平台,能够快速放入携行包,操作简单、便携。另外,还可以采用独立的基于单片机的飞行控制模块,可靠性高,保证飞行安全。

技术研发人员:李东,王世勇,安帅,雷超,赵子鑫,周勇
受保护的技术使用者:中国兵器装备集团自动化研究所有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/9/9
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