[实用新型]一种基于小型四旋翼的无人机编队算法验证系统

说明书

技术领域

本实用新型属于无人机综合仿真领域，具体涉及一种基于小型四旋翼的无人机编队算法验证系统。

背景技术

无人化和智能化是未来航空装备的发展方向，无人机编队、协同作战将成为重要的作战样式，研发满足编队精度、实时性、鲁棒性要求的无人机编队算法成为航空工程师重要的研究课题。无人机编队算法的研发从算法设计、仿真验证、试飞验证需要较长的周期，而且研发过程中需要进行多次迭代。在数字仿真阶段，由于缺乏实际的物理约束，不足以对编队算法提供完全令人信服的验证，因此进行实际的试飞验证是必不可少的环节。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于小型四旋翼的无人机编队算法验证系统，解决无人机编队算法验证的问题；通过搭建小型四旋翼室内自动飞行系统，并设计通用的编队算法接口，形成通用的编队算法测试平台，为无人机编队算法提供高效快捷的验证手段，满足算法研发的需求。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现：一种基于小型四旋翼的无人机编队算法验证系统，包括基于开源飞控构建的多架编队飞行的小型四旋翼无人机、用于无人机编队飞行的室内飞行场地、设置于室内飞行场地内部用于采集无人机运动状态信息的红外定位系统、以及地面控制站；该地面控制站通过交换机读取红外定位系统发送的无人机数据信息，该地面控制站嵌入有用于计算无人机控制指令的无人机编队算法，通过无线模块实现无人机与地面控制站间的数据传输。

优选地是，所述室内飞行场地框架采用铝制脚架搭建，尺寸为10m×15m×6m,框架通过铺设低密度纤维编织网实现安全防护，该室内飞行场地地面铺设多孔海绵以防止无人机意外坠落。

优选地是，所述小型四旋翼无人机机架尺寸为300mm×300mm，并在该小型四旋翼无人机上固定有用于所述红外定位系统捕捉的发光标记点；开源飞控采用Pixhawk。

优选地是，所述红外定位系统由12个红外高速摄像机、数据处理计算机以及三维运动捕捉系统软件组成，三维运动捕捉系统利用红外高速摄像机捕捉固定在所述小型四旋翼无人机上的发光标记点，以此构建三维数据的运动采集与分析，实现多个无人机的定位与姿态测量。

优选地是，所述无线模块为基于Mavlink协议的XTend数传链路模块。

优选地是，所述无人机编队算法采用Matlab/Simulink软件编写，该算法规范有输入的各架无人机位置信息和输出的无人机姿态及油门控制量数据的Simulink模型模板，以生成动态链接库所需的脚本工具以及调用该动态链接库所需的标准函数。

优选地是，所述地面控制站还具有数据储存和回访功能，该数据储存和回访功能基于SQL Server数据库管理系统实现，用于对无人机编队算法测试过程中的数据存储。

本实用新型所提供的一种基于小型四旋翼的无人机编队算法验证系统的有益效果在于，能够对无人机编队算法进行充分有效的验证，该系统方便快捷、通用性强，可靠性高；模块化的编队算法接口，能够实现编队算法的快捷替换，满足不同算法的验证需求，同时也能使算法研发的迭代过程加快。

附图说明

图1为本实用新型基于小型四旋翼的无人机编队算法验证系统的结构示意图。

附图标记：

1-小型四旋翼无人机、2-室内飞行场地、3-红外定位系统、4-无线模块、5地面控制站、6-交换机。

具体实施方式

为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合附图对本实用新型的基于小型四旋翼的无人机编队算法验证系统做进一步详细说明。

如图1所示，一种基于小型四旋翼的无人机编队算法验证系统，包括多架编队飞行的小型四旋翼无人机1、室内飞行场地2、红外定位系统3、无线模块4、地面控制站5、交换机6。