專利名稱：一種時(shí)空聯(lián)合的多架無人機(jī)協(xié)同控制系統(tǒng)的構(gòu)建方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多架無人機(jī)協(xié)同控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種時(shí)空聯(lián)合的多架無人機(jī)協(xié)同控制系統(tǒng)的構(gòu)建方法。
背景技術(shù)：
多架無人機(jī)協(xié)作執(zhí)行任務(wù)成為一個(gè)重要的發(fā)展趨勢，具有更大的控制范圍、相互補(bǔ)足、任務(wù)分擔(dān)等。協(xié)同控制多架無人機(jī)能夠執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)或復(fù)雜環(huán)境下的任務(wù)，縮短執(zhí)行任務(wù)的時(shí)間、提高工作的效率，并且能夠提高系統(tǒng)的魯棒性能。然而多架無人機(jī)協(xié)同執(zhí)行任務(wù)，存在控制和鎮(zhèn)定等方面的問題。首先，多架無人機(jī)協(xié)同執(zhí)行任務(wù)會產(chǎn)生由任務(wù)引發(fā)的相互關(guān)聯(lián)和相互通信，每架無人機(jī)是一個(gè)在三維空間的連續(xù)變化系統(tǒng)，而無人機(jī)之間進(jìn)行信息交換是在一些相對離散的時(shí)刻，這樣，系統(tǒng)就可能同時(shí)表現(xiàn)出連續(xù)和離散兩種動(dòng)態(tài)特性。其次，有限的信道數(shù)據(jù)率自然會產(chǎn)生不可忽略的通信時(shí)延。再次，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能不僅取決于一架無人機(jī)的飛行控制動(dòng)力學(xué)特征，還往往取決于它們之間的任務(wù)關(guān)聯(lián)及互連本質(zhì)。另夕卜，系統(tǒng)中存在大量的輸入和輸出，用單一地集中式控制來實(shí)現(xiàn)是不太實(shí)際的。從而多架無人機(jī)之間的協(xié)同控制成為迫切需要解決的關(guān)鍵問題之一。早期研究較多的是無人機(jī)編隊(duì)控制，主要工作一般是在假定通信具有全局可達(dá)的情況下通過給定或構(gòu)建運(yùn)動(dòng)的期望曲線設(shè)計(jì)協(xié)同控制律使得無人機(jī)間的相對位置或者距離達(dá)到期望值。目前多架無人機(jī)集群的協(xié)作控制研究主要集中在空間和時(shí)間兩個(gè)單獨(dú)的方面，即一方面是針對分布式的感知任務(wù)進(jìn)行配置協(xié)作，另一方面是針對不同時(shí)間段需要完成的任務(wù)進(jìn)行配置協(xié)作。而一般多架無人機(jī)協(xié)同控制執(zhí)行任務(wù)時(shí)，如可視導(dǎo)航，實(shí)時(shí)偵察監(jiān)控等需要從空間和時(shí)間兩個(gè)方面進(jìn)行聯(lián)合實(shí)現(xiàn)同時(shí)控制和協(xié)作，這方面的相關(guān)研究還較少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在至少解決上述技術(shù)缺陷之一。為此，本發(fā)明的的一個(gè)目的在于提出一種可以有效控制多架無人機(jī)的協(xié)作的時(shí)空聯(lián)合的多架無人機(jī)協(xié)同控制系統(tǒng)的構(gòu)建方法，該方法具有高效、穩(wěn)定和可靠的優(yōu)點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例提出了一種時(shí)空聯(lián)合的多架無人機(jī)協(xié)同控制系統(tǒng)的構(gòu)建方法，包括如下步驟確定每架無人機(jī)的用途和特性，并根據(jù)所述每架無人機(jī)的飛行環(huán)境、用途和預(yù)定任務(wù)確定對所述多架無人機(jī)的協(xié)同控制的協(xié)同控制項(xiàng)目；建立所述多架無人機(jī)協(xié)同控制系統(tǒng)的構(gòu)建模型，根據(jù)所述每架無人機(jī)的預(yù)定任務(wù)和所述構(gòu)建模型構(gòu)建所述多架無人機(jī)協(xié)同應(yīng)用的控制系統(tǒng)；根據(jù)所述每架無人機(jī)的預(yù)定任務(wù)建立相應(yīng)的控制策略，并根據(jù)所述控制策略對所述控制系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同控制。另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的時(shí)空聯(lián)合的多架無人機(jī)協(xié)同控制系統(tǒng)的構(gòu)建方法還可以具有如下附加的技術(shù)特征 在一些示例中，對所述多架無人機(jī)的協(xié)同控制，進(jìn)一步包括根據(jù)同一區(qū)域和同一任務(wù)對所述多架無人機(jī)的協(xié)同控制，或者根據(jù)不同區(qū)域和不同任務(wù)對所述多架無人機(jī)的協(xié)同控制。在一些示例中，所述協(xié)同控制項(xiàng)目包括所述多架無人機(jī)的每一架無人機(jī)的功能模塊、移動(dòng)性、機(jī)群拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、機(jī)間交互通信、任務(wù)配置和網(wǎng)關(guān)集群策略。在一些示例中，所述無人機(jī)的功能模塊包括飛行控制和管理系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、信息采集獲取系統(tǒng)、信息傳輸處理系統(tǒng)和故障檢測系統(tǒng)，移動(dòng)性包括路徑規(guī)劃、姿態(tài)控制，機(jī)間交互通信包括機(jī)間交互結(jié)構(gòu)、路由方式、鏈路狀況、通信協(xié)議、移動(dòng)性管理及信息組織狀況，任務(wù)配置包括任務(wù)分工策略和調(diào)整策略。在一些示例中，所述多架無人機(jī)協(xié)同應(yīng)用的控制系統(tǒng)是利用網(wǎng)關(guān)集群構(gòu)建的。在一些示例中，所述網(wǎng)關(guān)集群構(gòu)建模型包括控制層、結(jié)構(gòu)層、網(wǎng)絡(luò)層和無人機(jī)接入應(yīng)用層，其中，所述控制策略是通過所述控制層建立的，所述機(jī)群拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是通過結(jié)構(gòu)層根 據(jù)所述預(yù)定任務(wù)和控制層的指令信息進(jìn)行規(guī)劃和調(diào)整的，并對移動(dòng)性進(jìn)行路徑規(guī)劃和管理，所述網(wǎng)絡(luò)層用于控制多架無人機(jī)之間的交互通信、信息共享及網(wǎng)關(guān)互連協(xié)同，所述無人機(jī)接入應(yīng)用層用于所述多架無人機(jī)的接入應(yīng)用服務(wù)。在一些示例中，所述根據(jù)每架無人機(jī)的預(yù)定任務(wù)建立相應(yīng)的控制策略，并根據(jù)所述控制策略對所述控制系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同控制的步驟包括根據(jù)不同的預(yù)定任務(wù)從整體到局部規(guī)劃采用相應(yīng)的控制方式，以從主控、輔控和監(jiān)控建立控制策略，以對所述控制系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同控制。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法，可以有效控制多架無人機(jī)的協(xié)作，具有高效、穩(wěn)定和可靠的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。


本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖I為本發(fā)明實(shí)施例的時(shí)空聯(lián)合的多架無人機(jī)協(xié)同控制系統(tǒng)的構(gòu)建方法的流程圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例的時(shí)空聯(lián)合的多架無人機(jī)協(xié)同控制系統(tǒng)的構(gòu)建方法的網(wǎng)關(guān)集群構(gòu)建模型的結(jié)構(gòu)圖；以及圖3為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的時(shí)空聯(lián)合的多架無人機(jī)協(xié)同控制系統(tǒng)的構(gòu)建方法的多架無人機(jī)協(xié)同控制系統(tǒng)的構(gòu)建流程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。下文的公開提供了許多不同的實(shí)施例或例子用來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié)構(gòu)。為了簡化本發(fā)明的公開，下文中對特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。當(dāng)然，它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本發(fā)明。此外，本發(fā)明可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實(shí)施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。此夕卜，本發(fā)明提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識到其他工藝的可應(yīng)用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的結(jié)構(gòu)可以包括第一和第二特征形成為直接接觸的實(shí)施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之間的實(shí)施例，這樣第一和第二特征可能不是直接接觸。在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機(jī)械連接或電連接，也可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。參照下面的描述和附圖，將清楚本發(fā)明的實(shí)施例的這些和其他方面。在這些描述和附圖中，具體公開了本發(fā)明的實(shí)施例中的一些特定實(shí)施方式，來表示實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例的原理的一些方式，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實(shí)施例的范圍不受此限制。相反，本發(fā)明的 實(shí)施例包括落入所附加權(quán)利要求書的精神和內(nèi)涵范圍內(nèi)的所有變化、修改和等同物。以下結(jié)合附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的時(shí)空聯(lián)合的多架無人機(jī)協(xié)同控制系統(tǒng)的構(gòu)建方法。參考圖1，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的時(shí)空聯(lián)合的多架無人機(jī)協(xié)同控制系統(tǒng)的構(gòu)建方法，包括如下步驟步驟S101，確定每架無人機(jī)的用途和特性，并根據(jù)所述每架無人機(jī)的飛行環(huán)境、用途和預(yù)定任務(wù)確定對所述多架無人機(jī)的協(xié)同控制的協(xié)同控制項(xiàng)目。在一些示例中，對所述多架無人機(jī)的協(xié)同控制可以根據(jù)同一區(qū)域和同一任務(wù)對所述多架無人機(jī)的協(xié)同控制，或者根據(jù)不同區(qū)域和不同任務(wù)對所述多架無人機(jī)的協(xié)同控制，即多架無人機(jī)可相距不遠(yuǎn)在同一個(gè)區(qū)域集群執(zhí)行任務(wù)，也可相距較遠(yuǎn)在不同區(qū)域執(zhí)行其相應(yīng)的任務(wù)。在該示例中，協(xié)同控制項(xiàng)目包括但不限于所述多架無人機(jī)的每一架無人機(jī)的功能模塊、移動(dòng)性、機(jī)群拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、機(jī)間交互通信、任務(wù)配置和網(wǎng)關(guān)集群策略。進(jìn)一步地，無人機(jī)的功能模塊包括飛行控制和管理系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、信息采集獲取系統(tǒng)、信息傳輸處理系統(tǒng)和故障檢測系統(tǒng)，移動(dòng)性包括路徑規(guī)劃、姿態(tài)控制，機(jī)間交互通信包括機(jī)間交互結(jié)構(gòu)、路由方式、鏈路狀況、通信協(xié)議、移動(dòng)性管理及信息組織狀況，任務(wù)配置包括任務(wù)分工策略和調(diào)整策略。協(xié)同控制項(xiàng)目為控制方面，具體包括多架無人機(jī)各自獨(dú)立的功能模塊，無人機(jī)各自移動(dòng)性，機(jī)群拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，機(jī)間交互通信，任務(wù)配置及網(wǎng)關(guān)集群策略等。無人機(jī)各自獨(dú)立的功能模塊包括飛行控制和管理系統(tǒng)，傳感系統(tǒng)，信息采集獲取系統(tǒng)，信息傳輸處理系統(tǒng)，故障檢測系統(tǒng)等；無人機(jī)各自移動(dòng)性包括路徑規(guī)劃、姿態(tài)控制等；機(jī)間交互通信包括機(jī)間交互結(jié)構(gòu)，路由方式，鏈路狀況，通信協(xié)議，移動(dòng)性管理及信息組織狀況等；任務(wù)配置包括任務(wù)分工策略，調(diào)整策略等。步驟S102，建立所述多架無人機(jī)協(xié)同控制系統(tǒng)的構(gòu)建模型，根據(jù)所述每架無人機(jī)的預(yù)定任務(wù)和所述構(gòu)建模型構(gòu)建所述多架無人機(jī)協(xié)同應(yīng)用的控制系統(tǒng)。在一些示例中，多架無人機(jī)協(xié)同應(yīng)用的控制系統(tǒng)是利用網(wǎng)關(guān)集群構(gòu)建的，換言之，建立多架無人機(jī)協(xié)同控制系統(tǒng)的構(gòu)建模型，是圍繞多架無人機(jī)任務(wù)規(guī)劃(預(yù)定任務(wù))，從點(diǎn)到網(wǎng)利用網(wǎng)關(guān)集群構(gòu)建無人機(jī)協(xié)同應(yīng)用的控制系統(tǒng)。
參見圖2，網(wǎng)關(guān)集群構(gòu)建模型包括控制層210、結(jié)構(gòu)層220、網(wǎng)絡(luò)層230和無人機(jī)接入應(yīng)用層240，其中，控制策略是通過控制層210建立的，控制層210是整個(gè)系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)針對無人機(jī)不同的控制方面產(chǎn)生并實(shí)施不同的控制策略，如集中式控制，分布式控制，時(shí)間上控制，空間上控制或時(shí)空聯(lián)合的控制以及主控、輔控和監(jiān)控等，另外控制層相應(yīng)的控制器可集成在不同的網(wǎng)關(guān)處。機(jī)群拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是通過結(jié)構(gòu)層根據(jù)所述預(yù)定任務(wù)和控制層的指令信息進(jìn)行規(guī)劃和調(diào)整的，并對移動(dòng)性進(jìn)行路徑規(guī)劃和管理，即結(jié)構(gòu)層根據(jù)任務(wù)規(guī)劃和控制層指令信息主要規(guī)劃和調(diào)整機(jī)群拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并對無人機(jī)的移動(dòng)性進(jìn)行路徑規(guī)劃和管理。網(wǎng)絡(luò)層用于控制多架無人機(jī)之間的交互通信、信息共享及網(wǎng)關(guān)互連協(xié)同，即網(wǎng)絡(luò)層主要是無人機(jī)之間的交互通信，信息共享及網(wǎng)關(guān)互連協(xié)同等相關(guān)設(shè)計(jì)。無人機(jī)接入應(yīng)用層用于所述多架無人機(jī)的接入應(yīng)用服務(wù)，具體而言，任務(wù)規(guī)劃及分工組網(wǎng)中控制層，結(jié)構(gòu)層和網(wǎng)絡(luò)層均是為無人機(jī)接入應(yīng)用層服務(wù)的，無人機(jī)接入應(yīng)用層為無人機(jī)的接入應(yīng)用服務(wù)，是多架無人機(jī)協(xié)同應(yīng)用完成任務(wù)的接口，由若干無人機(jī)接入執(zhí)行任務(wù)的應(yīng)用程序和支持應(yīng)用程序的通信組件組成。步驟S103，根據(jù)每架無人機(jī)的預(yù)定任務(wù)建立相應(yīng)的控制策略，并根據(jù)所述控制策 略對所述控制系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同控制。進(jìn)一步地，可根據(jù)不同的預(yù)定任務(wù)從整體到局部規(guī)劃采 用相應(yīng)的控制方式，以從主控、輔控和監(jiān)控建立控制策略，以對所述控制系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同控制。具體而言，針對不同的任務(wù)從整體到局部規(guī)劃采用不同的合理控制方式，從主控、輔控和監(jiān)控三個(gè)方面進(jìn)行策略實(shí)施，以達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)同控制。如對每架無人機(jī)各自獨(dú)立的功能模塊采取集中式控制方式，對多架無人機(jī)的協(xié)作采取集中式和分布式聯(lián)合的控制方式，主控多架無人機(jī)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，輔控每架無人機(jī)的移動(dòng)性，對拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和移動(dòng)性均進(jìn)行監(jiān)控，出現(xiàn)異常通知輔控或主控以修整。以下結(jié)合圖2和圖3以具體例子的形式對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行解釋。實(shí)施例如圖3所示，根據(jù)具體的任務(wù)，如監(jiān)控，可視導(dǎo)航，偵察等可分為n個(gè)相對獨(dú)立的任務(wù)進(jìn)行規(guī)劃由不同組合的無人機(jī)組執(zhí)行，每個(gè)任務(wù)規(guī)劃之間又可通過各自主控網(wǎng)關(guān)集群進(jìn)行信息交換和共享。一個(gè)無人機(jī)協(xié)同控制系統(tǒng)內(nèi)可有多個(gè)主控組成分布式控制方式，也可通過一個(gè)總控(圖3中未示出)集中控制管理系統(tǒng)內(nèi)所有的主控。執(zhí)行任務(wù)的無人機(jī)可相距較近也可相距較遠(yuǎn)，無人機(jī)組合可根據(jù)任務(wù)執(zhí)行需要而組合。對于每個(gè)任務(wù)規(guī)劃時(shí)，可根據(jù)具體任務(wù)類型需要從時(shí)間和空間兩方面進(jìn)行聯(lián)合規(guī)劃；在其中一個(gè)方面不影響任務(wù)完成的情況下，也可從單獨(dú)一個(gè)方面進(jìn)行重點(diǎn)規(guī)劃。根據(jù)任務(wù)規(guī)劃信息，主控系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)無人機(jī)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和無人機(jī)間通信所組成網(wǎng)絡(luò)的控制，如若無人機(jī)之間無需進(jìn)行信息交互和共享，則無需進(jìn)行它們之間的組網(wǎng)，主控只需進(jìn)行相應(yīng)無人機(jī)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的控制。監(jiān)控系統(tǒng)對主控實(shí)施的效果進(jìn)行監(jiān)控，出現(xiàn)異常通知輔控或主控以調(diào)整或改變控制方式和策略。如多架無人機(jī)要完成的可視導(dǎo)航任務(wù)為V，多架無人機(jī)集群系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可能有多種，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)用Au表示，則Au與V之間的映射關(guān)系可用式(I)表示，F(xiàn)為映射算子。Au=F (V) (I)任務(wù)V隨時(shí)間而變化，可分解成時(shí)間有序集合，如式(2)，對應(yīng)地Au的有序集合如式⑶。V= IV1, V2，…，Vk,...，VJ(2)
Au=IAullAu2, ...,AufAJ(3)則機(jī)群系統(tǒng)在飛行過程中，隨著任務(wù)V由V1, V2延續(xù)到Vn，系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也由Aul，Au2變換到了 Am。無人機(jī)間可通過數(shù)據(jù)鏈組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)信息共享。若m架無人機(jī)組成協(xié)作組進(jìn)行可視導(dǎo)航，則時(shí)間任務(wù)有序集合V中每一個(gè)分量Vk又分解為具有m個(gè)分量的集合,如式⑷，k=l, 2，…，n, i = I, 2，…，m。Vk={Vkl，Vk2，...，Vki，...，VkJ (4)貝IJ由式⑵和式⑷可得m架無人機(jī)在空間和時(shí)間上形成的任務(wù)矩陣如式(5)，其中每一行表示每架無人機(jī)在時(shí)間上的任務(wù)序列，每一列表示在每時(shí)刻協(xié)作組中每架無人機(jī)在空間上所分配的任務(wù)。
權(quán)利要求
1.一種時(shí)空聯(lián)合的多架無人機(jī)協(xié)同控制系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于，包括以下步驟 確定每架無人機(jī)的用途和特性，并根據(jù)所述每架無人機(jī)的飛行環(huán)境、用途和預(yù)定任務(wù)確定對所述多架無人機(jī)的協(xié)同控制的協(xié)同控制項(xiàng)目； 建立所述多架無人機(jī)協(xié)同控制系統(tǒng)的構(gòu)建模型，根據(jù)所述每架無人機(jī)的預(yù)定任務(wù)和所述構(gòu)建模型構(gòu)建所述多架無人機(jī)協(xié)同應(yīng)用的控制系統(tǒng)； 根據(jù)所述每架無人機(jī)的預(yù)定任務(wù)建立相應(yīng)的控制策略，并根據(jù)所述控制策略對所述控制系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的時(shí)空聯(lián)合的多架無人機(jī)協(xié)同控制系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于，對所述多架無人機(jī)的協(xié)同控制，進(jìn)一步包括 根據(jù)同一區(qū)域和同一任務(wù)對所述多架無人機(jī)的協(xié)同控制，或者 根據(jù)不同區(qū)域和不同任務(wù)對所述多架無人機(jī)的協(xié)同控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的時(shí)空聯(lián)合的多架無人機(jī)協(xié)同控制系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于，所述協(xié)同控制項(xiàng)目包括所述多架無人機(jī)的每一架無人機(jī)的功能模塊、移動(dòng)性、機(jī)群拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、機(jī)間交互通信、任務(wù)配置和網(wǎng)關(guān)集群策略。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的時(shí)空聯(lián)合的多架無人機(jī)協(xié)同控制系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于，所述無人機(jī)的功能模塊包括飛行控制和管理系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、信息采集獲取系統(tǒng)、信息傳輸處理系統(tǒng)和故障檢測系統(tǒng)，移動(dòng)性包括路徑規(guī)劃、姿態(tài)控制，機(jī)間交互通信包括機(jī)間交互結(jié)構(gòu)、路由方式、鏈路狀況、通信協(xié)議、移動(dòng)性管理及信息組織狀況，任務(wù)配置包括任務(wù)分工策略和調(diào)整策略。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的時(shí)空聯(lián)合的多架無人機(jī)協(xié)同控制系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于，所述多架無人機(jī)協(xié)同應(yīng)用的控制系統(tǒng)是利用網(wǎng)關(guān)集群構(gòu)建的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的時(shí)空聯(lián)合的多架無人機(jī)協(xié)同控制系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于，所述網(wǎng)關(guān)集群構(gòu)建模型包括控制層、結(jié)構(gòu)層、網(wǎng)絡(luò)層和無人機(jī)接入應(yīng)用層， 其中，所述控制策略是通過所述控制層建立的，所述機(jī)群拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是通過結(jié)構(gòu)層根據(jù)所述預(yù)定任務(wù)和控制層的指令信息進(jìn)行規(guī)劃和調(diào)整的，并對移動(dòng)性進(jìn)行路徑規(guī)劃和管理，所述網(wǎng)絡(luò)層用于控制多架無人機(jī)之間的交互通信、信息共享及網(wǎng)關(guān)互連協(xié)同，所述無人機(jī)接入應(yīng)用層用于所述多架無人機(jī)的接入應(yīng)用服務(wù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的時(shí)空聯(lián)合的多架無人機(jī)協(xié)同控制系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于，所述根據(jù)每架無人機(jī)的預(yù)定任務(wù)建立相應(yīng)的控制策略，并根據(jù)所述控制策略對所述控制系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同控制的步驟包括 根據(jù)不同的預(yù)定任務(wù)從整體到局部規(guī)劃采用相應(yīng)的控制方式，以從主控、輔控和監(jiān)控建立控制策略，以對所述控制系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同控制。
全文摘要
本發(fā)明提出一種時(shí)空聯(lián)合的多架無人機(jī)協(xié)同控制系統(tǒng)的構(gòu)建方法，包括以下步驟確定每架無人機(jī)的用途和特性，并根據(jù)所述每架無人機(jī)的飛行環(huán)境、用途和預(yù)定任務(wù)確定對所述多架無人機(jī)的協(xié)同控制的協(xié)同控制項(xiàng)目；建立所述多架無人機(jī)協(xié)同控制系統(tǒng)的構(gòu)建模型，根據(jù)所述每架無人機(jī)的預(yù)定任務(wù)和所述構(gòu)建模型構(gòu)建所述多架無人機(jī)協(xié)同應(yīng)用的控制系統(tǒng)；根據(jù)所述每架無人機(jī)的預(yù)定任務(wù)建立相應(yīng)的控制策略，并根據(jù)所述控制策略對所述控制系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同控制。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法，可以有效控制多架無人機(jī)的協(xié)作，具有高效、穩(wěn)定和可靠的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G05B19/418GK102707693SQ201210183668
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月5日
發(fā)明者劉慧 , 戴瓊海 申請人:清華大學(xué)