[发明专利]一种多无人机空中媒体的编队规划系统及方法

说明书

本发明涉及一种多无人机空中媒体的编队规划系统，包括相连接的控制单元和显示单元；所述控制单元包括图像识别模块，分布式编队控制模块和阵型切换模块；所述显示单元采用OpenGL显示模块；所述图像识别模块，分布式编队控制模块，阵型切换模块依次连接。本发明通过模块化构建无人机灯光秀编队规划系统，可针对无人机灯光秀市场进行表演前的算法规划和仿真验证，既可以大大提高设计的完整性，降低时间和人工成本，也可以仿真避免表演失误。

技术领域

本发明涉及无人机控制领域，具体涉及一种多无人机空中媒体的编队规划系统及方法。

背景技术

随着多无人机空中表演的兴起，大型空中媒体在带来精彩视觉效果的同时，也为科技发展带来的新的思路和市场。随着中国在各大城市不断颁布禁止燃放烟花的禁令，无人机灯光秀也将在许多重大节日时取代烟火表演，成为一种新的环保无污染的庆贺方式。然而无人机灯关秀其核心内容涉及图像识别与成形，编队控制，多无人机避障，无人机编队路径规划，阵型切换等内容，目前市面上仍是分模块存在，并无集成化系统。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多无人机空中媒体的编队规划系统及方法，通过模块化构建无人机灯光秀编队规划系统，可针对无人机灯光秀市场进行表演前的算法规划和仿真验证，既可以大大提高设计的完整性，降低时间和人工成本，也可以仿真避免表演失误。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多无人机空中媒体的编队规划系统，包括相连接的控制单元和显示单元；所述控制单元包括图像识别模块，分布式编队控制模块和阵型切换模块；所述显示单元采用OpenGL显示模块；所述图像识别模块，分布式编队控制模块，阵型切换模块依次连接。

进一步的，所述图像识别模块包括图像采集，图像预处理，字符处理，字符识别和离散化坐标信息存储；所述分布式控制模块包括位置控制、速度控制和避障控制；所述阵型切换模块基于势场函数结合改进退出算法实现编队阵型的快速切换。

一种多无人机空中媒体的编队规划系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤S1:对输入图像进行预处理，并获取字符识别，得到距离矩阵；

步骤S2:将距离矩阵作为本部分的无人机期望距离矩阵，并将无人机的运动轨迹拆分成x,y,z轴三个方向，在每个方向单独进行路径规划，得到无人机的的轨迹路径图.

进一步的，所述步骤S1具体为：

步骤S11:采集图片的RGB信息；

步骤S12:将RGB信息通过加权平均法转化为灰度图像并转化为二值图像；

步骤S13:基于改进Canny算法的图像边缘检测方法对二值图像进行预处理；

步骤S14:通过预设阈值，采用基于图像放缩的归一化处理方式统一字符图像的大小；

步骤S15:采用基于模版匹配的字符识别方法进行字符识别；

步骤S16：识别后得到的字符图像保留下来的像元坐标信息记为(x_i,y_i),记距离像素值为d,通过如下公式计算：

得到相对原点的距离矩阵，保存至T_Δx、T_Δy。

进一步的，所述步骤S13具体为: