無人機編隊調度控制方法及設備與流程

本發明涉及無人機技術領域，尤其涉及一種無人機編隊調度控制方法及設備。

背景技術：

無人駕駛飛機簡稱“無人機”，是一種由無線電遙控設備或自身程序控制裝置操縱的無人駕駛飛行器。隨著科技的發展，無人機技術日趨成熟，無人機以其速度快、操作靈活、用途廣泛、成本低、以及機動性能好等特點被廣泛應用，不僅在現代戰爭中有極其重要的作用，在民用領域更有廣闊的前景。

目前，無人機在執行飛行任務時，單架無人機可能受到傳感器的數量限制，無法從多角度全方位的對目標區域進行觀察，如面臨大面積搜索任務時，不能有效的覆蓋整個搜索區域，影響任務處理效率，可見，單架無人機執行任務已經無法滿足用戶的需求。為此，以無人機編隊的形式執行飛行任務越來越受到用戶的青睞。而現有的無人機編隊調度方式，大多需要以高通信質量和高計算能力為代價，不能及時、準確地實現無人機編隊調度。

因此，如何提高無人機編隊調度控制的準確性和及時性，成為本領域技術人員目前亟需解決的技術問題。

技術實現要素：

鑒于上述問題，本發明提出了一種無人機編隊調度控制方法及設備，不僅能夠有效地防止無人機編隊發生碰撞，還提高了無人機編隊調度控制的準確性和及時性。

本發明的一個方面，提供了一種無人機編隊調度控制方法，所述方法包括:

建立與地面站的第一通信連接，基于所述第一通信連接與地面站進行通信，以獲取與所述地面站具有連接關系的各個相鄰無人機的通信地址信息；

根據所述各個相鄰無人機的通信地址信息建立與每一相鄰無人機的第二通信連接，基于建立的第二通信連接與對應的相鄰無人機進行通信，以獲取各個相鄰無人機的位置信息；

根據所述各個相鄰無人機的位置信息以及當前無人機的位置信息控制當前無人機的飛行。

可選地，所述方法還包括：

獲取預置于當前無人機的至少兩個側面的距離傳感器采集的障礙物距離；

確定各個距離傳感器采集的障礙物距離中的最小障礙距離；

根據所述相鄰無人機的位置信息、所述最小障礙距離以及當前無人機的位置信息控制所述當前無人機的飛行。

可選地，所述建立與地面站的第一通信連接，進一步包括：

向所述地面站發送數據連接請求，所述數據連接請求中攜帶有當前無人機的設備標識，以供所述地面站根據所述設備標識，動態為所述當前無人機分配通信地址信息，并在地面站本地記錄當前無人機的設備標識與通信地址信息之間的對應關系。

可選地，在所述建立與地面站的第一通信連接之前，所述方法還包括：

獲取當前無人機的飛行狀態信息；

根據所述飛行狀態信息判定當前無人機的工作狀態是否正常；

若當前無人機的工作狀態正常，則執行所述建立與地面站的第一通信連接的步驟。

可選地，所述方法還包括：

若當前無人機的工作狀態異常，則發出異常告警，并重新啟動當前無人機。

可選地，所述方法還包括：

判定當前無人機的位置信息是否與預定位置點匹配，或判定當前無人機是否進入預設的自穩狀態；

若當前無人機的位置信息與預定位置點不匹配，或當前無人機沒有進入預設的自穩狀態，則獲取所述各個相鄰無人機的最新位置信息以及當前無人機的最新位置信息，并根據獲取到的信息控制當前無人機的飛行。

本發明的另一個方面，提供了一種無人機編隊調度控制設備，該設備包括：

第一獲取模塊，用于建立與地面站的第一通信連接，基于所述第一通信連接與地面站進行通信，以獲取與所述地面站具有連接關系的各個相鄰無人機的通信地址信息；

第二獲取模塊，用于根據所述各個相鄰無人機的通信地址信息建立與每一相鄰無人機的第二通信連接，基于建立的第二通信連接與對應的相鄰無人機進行通信，以獲取各個相鄰無人機的位置信息；

控制模塊，用于根據所述各個相鄰無人機的位置信息以及當前無人機的位置信息控制當前無人機的飛行。

可選地，所述設備還包括：

第三獲取模塊，用于獲取預置于當前無人機的至少兩個側面的距離傳感器采集的障礙物距離；

確定模塊，用于確定各個距離傳感器采集的障礙物距離中的最小障礙距離；

所述控制模塊，還用于根據所述相鄰無人機的位置信息、所述最小障礙距離以及當前無人機的位置信息控制所述當前無人機的飛行。

可選地，所述設備還包括：

第四獲取模塊，用于在所述建立與地面站的第一通信連接之前，獲取當前無人機的飛行狀態信息；

第一判定模塊，用于根據所述飛行狀態信息判定當前無人機的工作狀態是否正常；

所述第一獲取模塊，具體用于當所述第一判定模塊的判定結果為當前無人機的工作狀態正常時，執行所述建立與地面站的第一通信連接的操作；

報警模塊，用于當所述第一判定模塊的判定結果為當前無人機的工作狀態異常時，發出異常告警。

可選地，所述設備還包括：

第二判定模塊，用于判定當前無人機的位置信息是否與預定位置點匹配，或判定當前無人機是否進入預設的自穩狀態；

所述控制模塊，還用于當所述第二判定模塊的判定結果為當前無人機的位置信息與預定位置點不匹配，或當前無人機沒有進入預設的自穩狀態時，根據獲取到的所述各個相鄰無人機的最新位置信息以及當前無人機的最新位置信息控制當前無人機的飛行。

本發明實施例提供的無人機編隊調度控制方法及設備，無需以高通信質量和高計算能力為代價，僅通過編隊內的各個無人機分別建立與地面站的通信連接，基于與地面站的通信獲取與地面站具有連接關系的各個相鄰無人機的通信地址信息，并根據各個相鄰無人機的通信地址信息建立與各相鄰無人機的通信連接，以獲取各個相鄰無人機的位置信息，最終根據各個相鄰無人機的位置信息以及當前無人機的位置信息控制當前無人機的飛行，防止無人機編隊發生碰撞，及時、快速地實現無人機編隊的準確調度控制。

上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發明的上述和其它目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉本發明的具體實施方式。

附圖說明

通過閱讀下文優選實施方式的詳細描述，各種其他的優點和益處對于本領域普通技術人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優選實施方式的目的，而并不認為是對本發明的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：

圖1示出了本發明實施例的一種無人機編隊調度控制方法的流程圖；

圖2示出了本發明實施例的另一種無人機編隊調度控制方法的流程圖；

圖3示出了本發明實施例的一種無人機編隊調度控制設備的結構框圖；

圖4示出了本發明實施例的另一種無人機編隊調度控制設備的結構框圖。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施例，然而應當理解，可以以各種形式實現本公開而不應被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠將本公開的范圍完整的傳達給本領域的技術人員。

本技術領域技術人員可以理解，除非特意聲明，這里使用的單數形式“一”、“一個”、“所述”和“該”也可包括復數形式。應該進一步理解的是，本發明的說明書中使用的措辭“包括”是指存在所述特征、整數、步驟、操作、元件和/或組件，但是并不排除存在或添加一個或多個其他特征、整數、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。

本技術領域技術人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)，具有與本發明所屬領域中的普通技術人員的一般理解相同的意義。還應該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術語，應該被理解為具有與現有技術的上下文中的意義一致的意義，并且除非被特定定義，否則不會用理想化或過于正式的含義來解釋。

圖1示意性示出了本發明一個實施例的無人機編隊調度控制方法的流程圖。參照圖1，本發明實施例的無人機編隊調度控制方法具體包括以下步驟：

S11、建立與地面站的第一通信連接，基于所述第一通信連接與地面站進行通信，以獲取與所述地面站具有連接關系的各個相鄰無人機的通信地址信息。

本實施例中，無人機編隊中的每一無人機均通過網絡與所屬地理區域內的目標地面站建立通信連接。無人機編隊中的每一無人機均可基于與地面站之間的通信鏈路實現與目標地面站的通信，以獲取編隊中其余與該地面站具有連接關系的各個相鄰無人機的通信地址信息，以完成無人機編隊中各個無人機之間的通信。

S12、根據所述各個相鄰無人機的通信地址信息建立與每一相鄰無人機的第二通信連接，基于建立的第二通信連接與對應的相鄰無人機進行通信，以獲取各個相鄰無人機的位置信息。

本實施例中，當前無人機在獲取到編隊內各個相鄰無人機的IP地址之后，可通過獲取到的IP地址建立與每一相鄰無人機的通信連接，并基于所建立的通信鏈路與編隊內其他無人機通信，實現各個無人機的位置信息的獲取。

S13、根據所述各個相鄰無人機的位置信息以及當前無人機的位置信息控制當前無人機的飛行。

本實施例中，當前無人機通過根據自身位置信息以及編隊中其他相鄰無人機的位置信息，判斷當前無人機相對于其他無人機的位置，進而實現對當前無人機的飛行控制。

本發明實施例提供的無人機編隊調度控制方法，無需以高通信質量和高計算能力為代價，僅通過編隊內的各個無人機分別建立與地面站的通信連接，基于與地面站的通信獲取與地面站具有連接關系的各個相鄰無人機的通信地址信息，并根據各個相鄰無人機的通信地址信息建立與各相鄰無人機的通信連接，以獲取各個相鄰無人機的位置信息，最終根據各個相鄰無人機的位置信息以及當前無人機的位置信息控制當前無人機的飛行，防止無人機編隊發生碰撞，及時、快速地實現無人機編隊的準確調度控制。

本發明實施例中，步驟S11中的建立與地面站的第一通信連接，具體可通過以下方式實現：

向所述地面站發送數據連接請求，所述數據連接請求中攜帶有當前無人機的設備標識，以供所述地面站根據所述設備標識，動態為所述當前無人機分配通信地址信息，并在地面站本地記錄當前無人機的設備標識與通信地址信息之間的對應關系。

其中，設備標識為設備編號、出廠唯一標識等；通信地址信息為IP地址。

在一個具體示例中，當無人機啟動時，初始化狀態，通過讀取預先配置的配置文件獲取當前無人機的設備標識，通過向地面站發送攜帶有設備標識的數據連接請求，以供地面站的DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol，動態主機配置協議)服務器動態為所述當前無人機分配IP地址，以確保無人機編隊中各個無人機的IP地址不沖突。

圖2示意性示出了本發明另一個實施例的無人機編隊調度控制方法的流程圖。參照圖2，本發明實施例的無人機編隊調度控制方法具體包括以下步驟：

S21、建立與地面站的第一通信連接，基于所述第一通信連接與地面站進行通信，以獲取與所述地面站具有連接關系的各個相鄰無人機的通信地址信息。

S22、根據所述各個相鄰無人機的通信地址信息建立與每一相鄰無人機的第二通信連接，基于建立的第二通信連接與對應的相鄰無人機進行通信，以獲取各個相鄰無人機的位置信息。

其中，步驟S21～S22與圖1所示的實施方式的步驟S12～S12相同，在此不再贅述。

S23、獲取預置于當前無人機的至少兩個側面的距離傳感器采集的障礙物距離。

優選的，可通過在無人機6個方位的側面設置距離雷達，以采集6個方位的障礙物距離。具體的，障礙物可能是無人機，也可能是其他障礙物體。

S24、確定各個距離傳感器采集的障礙物距離中的最小障礙距離。

S25、根據所述相鄰無人機的位置信息、所述最小障礙距離以及當前無人機的位置信息控制所述當前無人機的飛行。

具體的，當前無人機發現與各個相鄰無人機或障礙物的距離小于預設安全距離，則按相反方向運轉，避免碰撞發生。

本發明實施例提供的無人機編隊調度控制方法，在進行無人機編隊調度控制過程中，不僅考慮到當前無人機的位置信息以及相鄰無人機的位置信息，還考慮到了當前無人機在各個側面的障礙物距離中的最小障礙距離，能夠有效地防止無人機編隊發生碰撞問題，更加及時、準確地實現無人機編隊的調度控制。

在本實施例中，建立與地面站的第一通信連接的步驟具體可以通過以下方式實現：向所述地面站發送數據連接請求，所述數據連接請求中攜帶有當前無人機的設備標識，以供所述地面站根據所述設備標識，動態為所述當前無人機分配通信地址信息，并在地面站本地記錄當前無人機的設備標識與通信地址信息之間的對應關系。

在本發明的一個可選實施例中，在所述建立與地面站的第一通信連接之前，所述方法還包括：

獲取當前無人機的飛行狀態信息；

根據所述飛行狀態信息判定當前無人機的工作狀態是否正常；

若當前無人機的工作狀態正常，則執行所述建立與地面站的第一通信連接的步驟。

進一步地，所述方法還包括：若當前無人機的工作狀態異常，則發出異常告警，并重新啟動當前無人機。

具體的，可通過LED燈和蜂鳴器等實現異常告警。本實施例僅對其進行舉例說明，并不做具體限定，除此之外還可通過其他方式實現異常告警。

本實施例中所述的飛行狀態信息包括系統運行狀態以及無人機當前的高度、姿態、GPS定位信息等飛行狀態。具體的，飛行狀態可由預置的傳感器采集并上傳。系統運行狀態可通過預置的腳本文件進行監測。

本實施例，通過對當前無人機的飛行狀態信息進行判定，在當前無人機的工作狀態正常時，建立與地面站以及各個相鄰無人機的通信連接，以實現根據各個相鄰無人機的位置信息以及當前無人機的位置信息控制當前無人機的飛行，防止無人機編隊發生碰撞，及時、快速地實現無人機編隊的準確調度控制。并在當前無人機的工作狀態異常時，發出異常告警，并重新啟動當前無人機，以避免碰撞發生。

在本發明的一個可選實施例中，所述方法還包括以下步驟：

判定當前無人機的位置信息是否與預定位置點匹配，或判定當前無人機是否進入預設的自穩狀態；

若當前無人機的位置信息與預定位置點不匹配，或當前無人機沒有進入預設的自穩狀態，則獲取所述各個相鄰無人機的最新位置信息以及當前無人機的最新位置信息，并根據獲取到的信息控制當前無人機的飛行。

本發明實施例中，通過判定當前無人機的位置信息是否與預定位置點匹配，或通過判定當前無人機是否進入預設的自穩狀態，而確定是否需要繼續獲取編隊中其他相鄰無人機的最新位置信息以及當前無人機的最新位置信息，實現對當前無人機的飛行控制。

對于方法實施例，為了簡單描述，故將其都表述為一系列的動作組合，但是本領域技術人員應該知悉，本發明實施例并不受所描述的動作順序的限制，因為依據本發明實施例，某些步驟可以采用其他順序或者同時進行。其次，本領域技術人員也應該知悉，說明書中所描述的實施例均屬于優選實施例，所涉及的動作并不一定是本發明實施例所必須的。

圖3示意性示出了本發明一個實施例的無人機編隊調度控制設備的結構框圖。參照圖3，本發明實施例提供的無人機編隊調度控制設備包括第一獲取模塊301、第二獲取模塊302以及控制模塊303，其中：

所述的第一獲取模塊301，用于建立與地面站的第一通信連接，基于所述第一通信連接與地面站進行通信，以獲取與所述地面站具有連接關系的各個相鄰無人機的通信地址信息。

本實施例中，所述第一獲取模塊301，具體用于向所述地面站發送數據連接請求，所述數據連接請求中攜帶有當前無人機的設備標識，以供所述地面站根據所述設備標識，動態為所述當前無人機分配通信地址信息，并在地面站本地記錄當前無人機的設備標識與通信地址信息之間的對應關系。

所述的第二獲取模塊302，用于根據所述各個相鄰無人機的通信地址信息建立與每一相鄰無人機的第二通信連接，基于建立的第二通信連接與對應的相鄰無人機進行通信，以獲取各個相鄰無人機的位置信息。

所述的控制模塊303，用于根據所述各個相鄰無人機的位置信息以及當前無人機的位置信息控制當前無人機的飛行。

本發明實施例提供的無人機編隊調度控制設備，通過編隊內的各個無人機分別建立與地面站的通信連接，基于與地面站的通信獲取與地面站具有連接關系的各個相鄰無人機的通信地址信息，并根據各個相鄰無人機的通信地址信息建立與各相鄰無人機的通信連接，以獲取各個相鄰無人機的位置信息，最終根據各個相鄰無人機的位置信息以及當前無人機的位置信息控制當前無人機的飛行，防止無人機編隊發生碰撞，及時、快速地實現無人機編隊的準確調度控制。

圖4示意性示出了本發明另一個實施例的無人機編隊調度控制設備的結構框圖。參照圖4，本發明實施例提供的無人機編隊調度控制設備包括第一獲取模塊401、第二獲取模塊402、第三獲取模塊403、確定模塊404以及控制模塊405，其中：

所述的第一獲取模塊401，用于建立與地面站的第一通信連接，基于所述第一通信連接與地面站進行通信，以獲取與所述地面站具有連接關系的各個相鄰無人機的通信地址信息。

所述的第二獲取模塊402，用于根據所述各個相鄰無人機的通信地址信息建立與每一相鄰無人機的第二通信連接，基于建立的第二通信連接與對應的相鄰無人機進行通信，以獲取各個相鄰無人機的位置信息。

所述的第三獲取模塊403，用于獲取預置于當前無人機的至少兩個側面的距離傳感器采集的障礙物距離；

所述的確定模塊404，用于確定各個距離傳感器采集的障礙物距離中的最小障礙距離；

所述的控制模塊405，還用于根據所述相鄰無人機的位置信息、所述最小障礙距離以及當前無人機的位置信息控制所述當前無人機的飛行。

在本發明的一個可選實施例中，所述設備還包括附圖中未示出的第四獲取模塊、第一判定模塊以及報警模塊，其中：

所述的第四獲取模塊，用于在所述建立與地面站的第一通信連接之前，獲取當前無人機的飛行狀態信息；

所述的第一判定模塊，用于根據所述飛行狀態信息判定當前無人機的工作狀態是否正常；

進一步地，所述第一獲取模塊，具體用于當所述第一判定模塊的判定結果為當前無人機的工作狀態正常時，執行所述建立與地面站的第一通信連接的操作；

所述的報警模塊，用于當所述第一判定模塊的判定結果為當前無人機的工作狀態異常時，發出異常告警。

在本發明的一個可選實施例中，所述設備還包括附圖中未示出的第二判定模塊，所述第二判定模塊，用于判定當前無人機的位置信息是否與預定位置點匹配，或判定當前無人機是否進入預設的自穩狀態；

進一步地，所述控制模塊，還用于當所述第二判定模塊的判定結果為當前無人機的位置信息與預定位置點不匹配，或當前無人機沒有進入預設的自穩狀態時，根據獲取到的所述各個相鄰無人機的最新位置信息以及當前無人機的最新位置信息控制當前無人機的飛行。

對于裝置實施例而言，由于其與方法實施例基本相似，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法實施例的部分說明即可。

本發明實施例提供的無人機編隊調度控制方法及設備，無需以高通信質量和高計算能力為代價，僅通過編隊內的各個無人機分別建立與地面站的通信連接，基于與地面站的通信獲取與地面站具有連接關系的各個相鄰無人機的通信地址信息，并根據各個相鄰無人機的通信地址信息建立與各相鄰無人機的通信連接，以獲取各個相鄰無人機的位置信息，最終根據各個相鄰無人機的位置信息以及當前無人機的位置信息控制當前無人機的飛行，防止無人機編隊發生碰撞，及時、快速地實現無人機編隊的準確調度控制。

以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網絡單元上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現本實施例方案的目的。本領域普通技術人員在不付出創造性的勞動的情況下，即可以理解并實施。

通過以上的實施方式的描述，本領域的技術人員可以清楚地了解到各實施方式可借助軟件加必需的通用硬件平臺的方式來實現，當然也可以通過硬件。基于這樣的理解，上述技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分可以以軟件產品的形式體現出來，該計算機軟件產品可以存儲在計算機可讀存儲介質中，如ROM/RAM、磁碟、光盤等，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，服務器，或者網絡設備等)執行各個實施例或者實施例的某些部分所述的方法。

此外，本領域的技術人員能夠理解，盡管在此的一些實施例包括其它實施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同實施例的特征的組合意味著處于本發明的范圍之內并且形成不同的實施例。例如，在下面的權利要求書中，所要求保護的實施例的任意之一都可以以任意的組合方式來使用。

最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。