[发明专利]一种四旋翼无人机编队的控制方法及系统

说明书

本发明设计四旋翼无人机飞行管理，尤其设计一种四旋翼无人机编队的控制方法及系统。该方法主要包括以下步骤：leader机获得编队飞行的路径和各个follower机的飞行信息、整个无人机群包括地面站之间组网通信、follower机接收飞行信息、控制leader机与follower机之间的距离和方向；该系统主要包括以下模块：四旋翼无人机飞控、无线通信组网模块、光流传感器定位模块和地面装置。

技术领域

本发明设计四旋翼无人机飞行管理，尤其设计一种四旋翼无人机编队的控制方法及系统。

技术背景

随着四旋翼无人机的应用越来越多，从军事到民用都越来越受到欢迎，因此，四旋翼无人机的功能也被大大的拓展。四旋翼无人机的应用通常包括监控，运输和拍摄等。但是，单个的无人机在这些应用方法下的使用效率仍然无法满足人们日益增长的要求，多架四旋翼无人机编队应用更能提高工作效率。

但是，多架无人机在空中如何共同完成工作任务，提高工作效率，以及四旋翼无人机协调并且高精度飞行是待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供无人机编队控制方法及系统，来控制多架四旋翼无人机高精度协调飞行完成工作任务，提高工作效率。

为实现上述目的，本发明提出的一种无人机编队控制方法，用于控制多架无人机飞行，一种四旋翼无人机编队的控制方法，包括：leader机获得编队飞行的路径和各个follower机的飞行信息；整个无人机群包括地面站之间组网通信；follower机接收飞行信息；leader机控制与follower机之间的距离和方向。

可选的，所述的leader机获得编队飞行的路径和各个follower机的飞行信息包括：编队飞行路径指的是leader机在某时某刻应该到达的固定位置；飞行信息指的是follower机们在某时某刻应该相对leader机的距离和角度。

可选的，所述的leader机获得编队飞行的路径和各个follower机的飞行信息包括：leader机获得编队路径和飞行信息的途径为预先存储在leader机中或飞行过程中地面站与leader通信传输。

可选的，所述的整个无人机群包括地面站之间组网通信，包括leader机可以实时与地面站和follower机之间进行稳定通信。

可选的，所述的follower机接收飞行信息包括，follower机实时接收leader机的位置信息与follower机的飞行信息。

可选的，所述的leader机控制与follower机之间的距离和方向，包括编队的动力学模型：

它们为在X周、Y周和偏航角上的误差，设计控制律

使得误差为零，j代表的是误差控制量中的某一个，ΔK_p、ΔK_i、ΔK_d分别为自适应模糊PID的整定控制参数。

控制算法分为两个控制结构，Z轴单独一个控制结构，另一个控制结构控制X，Y轴和偏航角，两个不同的控制结构分别进行控制，他们之间的自适应模糊PID控制参数互相不影响。

可选的，所述的算法分为两个控制结构，在编队Z轴控制稳定的情况下，再进行水平方向即X，Y轴控制，优先对Z轴进行控制。

本发明还提供了一种四旋翼无人机编队的系统，其特征在于，包括多个四旋翼无人机飞行控制装置和地面装置，其特征在于，所述的四旋翼无人机飞行控制装置包括：