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如何做无人机集群控制?

作者:Anita 发布时间: 2022-04-28 14:53:51

简介:】1.无人机基本飞行控制原理 这种基本的控制算法已经烂大街了,基本上都在用,在这简单说一下。单台无人机平稳飞行是实现无人机编队飞行的基础。下图是无人机平稳飞行的关键技术

1.无人机基本飞行控制原理 这种基本的控制算法已经烂大街了,基本上都在用,在这简单说一下。单台无人机平稳飞行是实现无人机编队飞行的基础。下图是无人机平稳飞行的关键技术原理,CPU实时采集姿态传感器的数据,其中姿态传感器包括三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴磁力计,依靠这9轴姿态信息进行姿态解算融合得到四元数和欧拉角,传感器采集的信息作为当前姿态,目标姿态由遥控器的通道信息决定,二者偏差作为PID的输入控制,姿态控制通过串级PID,外环角度环,内环进入角速度环,整定内环和外环PID之后输出加到姿态控制上,完成无人机的平稳控制飞行。

2.无人机定位

(1)测距定位 在每台无人机上安装距离传感器,计算出各台无人机之间的相对距离,然后进行数学建模,根据相应算法得出无人机的位置。它的优点是计算所得位置比较精确,但是运算量比较高,另外三维空间中的距离传感器种类很少。

(2)GPS+气压计 通过GPS获得无人机二维平面位置,再结合气压计和超声波模块计算出高度,最终得出飞机空间位置。飞机在低空飞行时通常采用超声波模块获取高度信息,精度很高,在高空时采用气压计。

(3)图像识别定位 通过多个摄像头获取环境三维空间图像,使用图像识别技术将图像进行处理,对飞行空间进行数学建模,将识别出的不同维度的无人机位置信息整合,可获得三维空间中无人机位置。该方法在图像识别过程中数据运算量也很大,另外受地域限制,只可在布有摄像头的环境中飞行。 3. 防误撞轨迹规划 为防止无人机在变换队形时发生碰撞,我们为每台无人机设置一定的安全距离。如图,以每台无人机为球心,固定距离为半径的球体设为其安全区域,其他无人机不得进入。若在飞行过程中需要经过其他无人机的安全区域,该无人机必须绕行到达目标位置,不可直线行进,避免发生碰撞。

4. 位置信息共享 无人机如要完成整齐的编队动作,必须统筹规划所有无人机的实时飞行位置。为此,需要设定一台无人机作为主机,其余为副机。主机负责接收信标台的控制信息,然后进行解算,把预定路径中每台无人机的位置通过远距离通信模块传送给副机,设置合适的信息格式,副机接收到主机的位置信息后把其作为自己的目标位置向其飞行,实现所有无人机的路径规划

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