一种基于自组网的无人设备集群指挥和控制方法

摘要

本发明公开了一种基于自组网的无人设备集群指挥和控制方法，包括WIFI基站终端、信号控制管理模组、分支WIFI控制端、无人机集群起飞平台和无人机分机起飞，WIFI基站终端的输出端电性连接有信号控制管理模组，且信号控制管理模组的输送端电性连接有分支WIFI控制端，分支WIFI控制端的输送端电性连接有无人机集群起飞平台，且无人机集群起飞平台的输送端电性连接有无人机分机起飞，将移动通信和计算机网络相结合，当再次从无人机运行状态检测模块、无人机外观状态检测模块和无人机图像数据模块三个方面进行检测，可直接将起飞前数据和降落后的数据进行对比分析，利用计算机网络的分析计算，能够较快的得出初步分析数据，更为直观的观察各架无人机的运行状态。

说明书

技术领域

本发明涉及无人机控制技术领域，具体为一种基于自组网的无人设备集群指挥和控制方法。

背景技术

现今无人机集群是无人机应用的一个重要方向，受到国内外广泛的关注和重视。无线自组网可临时、动态、快速构建分布式无中心的自治性专用网络，具有自组织，自恢复、高抗毁等许多优点，可以支持无人机临时加入和退出，多跳自动路由中继，网络拓扑动态变化、速率自适应，带宽按需分配等，非常适合无人机集群协同通信组网，因此，可以预见无线自组网是无人机集群通信组网的必然选择，将会运用越来越广泛。

自组网是一种移动通信和计算机网络相结合的网络，网络的信息交换采用计算机网络中的分组交换机制，用户终端是可以移动的便携式终端，自组网中每个用户终端都兼有路由器和主机两种功能。作为主机，终端需要运行各种面向用户的应用程序，如编辑器、浏览器等；作为路由器，终端需要运行相应的路由协议，根据路由策略和路由表完成数据分组的转发和路由维护工作，故要求节点实现合适的路由协议。自组网路由协议的目标是快速、准确和高效，要求在尽可能短的时间内查找到准确可用的路由信息，并能适应网络拓扑的快速变化，同时减小引入的额外时延和维护路由的控制信息，降低路由协议的开销，以满足移动终端计算能力、储存空间以及电源等方面的限制。

随着无人机技术的不断发展，无人机的种类越来越多，也越来越成熟，除了商用领域的霸主大疆，还有很多的无人机厂家尤如雨后春笋大量涌现出来，已经广泛应用于农业、工业、应急、军事等众多领域，并且发挥出越来越重要的作用。

现有的无人设备集群指挥和控制方法，在进行集群控制时，由于无人机群的数量在进行控制，容易出现信号波动情况，甚至在无人机进行起飞和降落时，不能对无人机集群设备进行检测确保，无人设备集群指挥和控制方法较为不稳定，容易发生故障情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于自组网的无人设备集群指挥和控制方法，以解决上述背景技术中提出的现有的无人设备集群指挥和控制方法，在进行集群控制时，由于无人机群的数量在进行控制，容易出现信号波动情况，甚至在无人机进行起飞和降落时，不能对无人机集群设备进行检测确保，无人设备集群指挥和控制方法较为不稳定，容易发生故障情况的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于自组网的无人设备集群指挥和控制方法，包括WIFI基站终端、信号控制管理模组、分支WIFI控制端、无人机集群起飞平台和无人机分机起飞，所述WIFI基站终端的输出端电性连接有信号控制管理模组，且信号控制管理模组的输送端电性连接有分支WIFI控制端，所述分支WIFI控制端的输送端电性连接有无人机集群起飞平台，且无人机集群起飞平台的输送端电性连接有无人机分机起飞；

S1、确定信息控制管理模组中所需的无人机数目；

S2、通过WIFI控制端为各架无人机组网分配；

S3、通过WIFI控制端为各架无人机分配执行命令；

S4、对各架无人机执行命令和信号强度复查检测，确保无人机飞行状态；

S5、各架无人机在无人机集群起飞平台上进行起飞作业；

S6、各架无人机执行后降落在各自的无人机集群起飞平台上；

S7、无人机集群起飞平台对各架无人机进行状态检测；

S8、根据各架无人机状态检测数据进行检修及相关数据输送。

进一步的，所述信号控制管理模组的输入端连接有信号重构分配模组，且信号重构分配模组的输入端连接有信号强度检测模组，所述无人机集群起飞平台的输入端电性连接有数据分析模组。

进一步的，所述信号控制管理模组、分支WIFI控制端、信号强度检测模组和信号重构分配模组之间构成回路连接。

进一步的，所述信号控制管理模组的输出端和所述无人机集群起飞平台的输入端电性连接有执行命令复查模组，所述信号控制管理模组的输出端和分支WIFI控制端的输入端电性连接有执行命令分配模块。

进一步的，所述信号控制管理模组、执行命令复查模组和无人机集群起飞平台之间构成电性连接。

进一步的，所述无人机集群起飞平台包括无人机运行状态检测模块、无人机外观状态检测模块和无人机图像数据模块。

进一步的，所述无人机运行状态检测模块还包括无人机信号频率、无人机耗电峰值和无人机运行时长。

进一步的，所述信号控制管理模组包括无人机执行通道信号模组、无人机飞行的轨迹序列模组和无人机飞行的执行命令模组。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该基于自组网的无人设备集群指挥和控制方法：

信号控制管理模组的输入端连接有信号重构分配模组，且信号重构分配模组的输入端连接有信号强度检测模组，无人机集群起飞平台的输入端电性连接有数据分析模组，信号控制管理模组、分支WIFI控制端、信号强度检测模组和信号重构分配模组之间构成回路连接，信号控制管理模组的输出端和无人机集群起飞平台的输入端电性连接有执行命令复查模组，信号控制管理模组的输出端和分支WIFI控制端的输入端电性连接有执行命令分配模块，信号控制管理模组、执行命令复查模组和无人机集群起飞平台之间构成电性连接，无人机集群起飞平台包括无人机运行状态检测模块、无人机外观状态检测模块和无人机图像数据模块，无人机运行状态检测模块还包括无人机信号频率、无人机耗电峰值和无人机运行时长，信号控制管理模组包括无人机执行通道信号模组、无人机飞行的轨迹序列模组和无人机飞行的执行命令模组，利用WIFI基站终端的信号配置。

通过信号控制管理模组可将信号通过信道分配至分支WIFI控制端上，通过WIFI控制端为各架无人机组网分配，通过WIFI控制端为各架无人机分配执行命令，将无人机执行通道信号模组、无人机飞行的轨迹序列模组和无人机飞行的执行命令模组三个方面进行配置分配，根据配置需求分配至无人机集群起飞平台，无人机集群起飞平台将根据信息控制管理模组中所需的无人机数目。

起飞前无人机集群起飞平台利用无人机运行状态检测模块、无人机外观状态检测模块和无人机图像数据模块，对无人机进行检查数据记录，并同时信号强度检测模组对无人机进行检测，对于信号达不到起飞强度的线路，通过信号重构分配模组进行重新分配，对各架无人机执行命令和信号强度复查检测，各架无人机在无人机集群起飞平台上进行起飞作业，各架无人机执行后降落在各自的无人机集群起飞平台上，无人机集群起飞平台对各架无人机进行状态检测，根据各架无人机状态检测数据进行检修及相关数据输送，待各无人机根据起飞执行命令完成各自指令后，重新根据GPS导航定位系统，使各无人机精确的降落到无人机集群起飞平台上。

将移动通信和计算机网络相结合，对无人机集群起飞平台对各架无人机进行数据检测更加快速，对于重新降落到无人机集群起飞平台的各架无人机，进行检测，当再次从无人机运行状态检测模块、无人机外观状态检测模块和无人机图像数据模块三个方面进行检测，可直接将起飞前数据和降落后的数据进行对比分析，利用计算机网络的分析计算，能够较快的得出初步分析数据，更为直观的观察各架无人机的运行状态，保证整个无人设备在指挥和控制下较为健康的状态，能够保证各架无人机在指挥和控制下的精准性，避免因设备问题导致指挥和控制出现误差，影响控制精准度。

附图说明

图1为基于自组网的无人设备集群指挥和控制方法的操作步骤流程图；

图2为基于自组网的无人设备集群指挥和控制方法的总流程图；

图3为基于自组网的无人设备集群指挥和控制方法的分支流程图；

图4为基于自组网的无人设备集群指挥和控制方法的信号控制管理模组流程图；

图5为基于自组网的无人设备集群指挥和控制方法的无人机集群起飞平台流程图；

图6为基于自组网的无人设备集群指挥和控制方法的无人机运行状态检测模块流程图。

具体实施方式

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-6所示，本发明提供一种技术方案：一种基于自组网的无人设备集群指挥和控制方法，包括WIFI基站终端、信号控制管理模组、分支WIFI控制端、无人机集群起飞平台和无人机分机起飞，WIFI基站终端的输出端电性连接有信号控制管理模组，且信号控制管理模组的输送端电性连接有分支WIFI控制端，分支WIFI控制端的输送端电性连接有无人机集群起飞平台，且无人机集群起飞平台的输送端电性连接有无人机分机起飞；

S1、确定信息控制管理模组中所需的无人机数目；

S2、通过WIFI控制端为各架无人机组网分配；

S3、通过WIFI控制端为各架无人机分配执行命令；

S4、对各架无人机执行命令和信号强度复查检测，确保无人机飞行状态；

S5、各架无人机在无人机集群起飞平台上进行起飞作业；

S6、各架无人机执行后降落在各自的无人机集群起飞平台上；

S7、无人机集群起飞平台对各架无人机进行状态检测；

S8、根据各架无人机状态检测数据进行检修及相关数据输送。

信号控制管理模组的输入端连接有信号重构分配模组，且信号重构分配模组的输入端连接有信号强度检测模组，无人机集群起飞平台的输入端电性连接有数据分析模组，信号控制管理模组、分支WIFI控制端、信号强度检测模组和信号重构分配模组之间构成回路连接，信号控制管理模组的输出端和无人机集群起飞平台的输入端电性连接有执行命令复查模组，信号控制管理模组的输出端和分支WIFI控制端的输入端电性连接有执行命令分配模块，信号控制管理模组、执行命令复查模组和无人机集群起飞平台之间构成电性连接，无人机集群起飞平台包括无人机运行状态检测模块、无人机外观状态检测模块和无人机图像数据模块，无人机运行状态检测模块还包括无人机信号频率、无人机耗电峰值和无人机运行时长，信号控制管理模组包括无人机执行通道信号模组、无人机飞行的轨迹序列模组和无人机飞行的执行命令模组，利用WIFI基站终端的信号配置，通过信号控制管理模组可将信号通过信道分配至分支WIFI控制端上，通过WIFI控制端为各架无人机组网分配，通过WIFI控制端为各架无人机分配执行命令，将无人机执行通道信号模组、无人机飞行的轨迹序列模组和无人机飞行的执行命令模组三个方面进行配置分配，根据配置需求分配至无人机集群起飞平台，无人机集群起飞平台将根据信息控制管理模组中所需的无人机数目，同时起飞前无人机集群起飞平台利用无人机运行状态检测模块、无人机外观状态检测模块和无人机图像数据模块，对无人机进行检查数据记录，并同时信号强度检测模组对无人机进行检测，对于信号达不到起飞强度的线路，通过信号重构分配模组进行重新分配，对各架无人机执行命令和信号强度复查检测，确保无人机飞行状态，各架无人机在无人机集群起飞平台上进行起飞作业，各架无人机执行后降落在各自的无人机集群起飞平台上，无人机集群起飞平台对各架无人机进行状态检测，根据各架无人机状态检测数据进行检修及相关数据输送，待各无人机根据起飞执行命令完成各自指令后，重新根据GPS导航定位系统，使各无人机精确的降落到无人机集群起飞平台上，将移动通信和计算机网络相结合，对无人机集群起飞平台对各架无人机进行数据检测更加快速，对于重新降落到无人机集群起飞平台的各架无人机，进行检测，当再次从无人机运行状态检测模块、无人机外观状态检测模块和无人机图像数据模块三个方面进行检测，可直接将起飞前数据和降落后的数据进行对比分析，利用计算机网络的分析计算，能够较快的得出初步分析数据，更为直观的观察各架无人机的运行状态，保证整个无人设备在指挥和控制下较为健康的状态，能够保证各架无人机在指挥和控制下的精准性，避免因设备问题导致指挥和控制出现误差，影响控制精准度。

综上，该基于自组网的无人设备集群指挥和控制方法，使用时，首先利用WIFI基站终端的信号配置，通过信号控制管理模组可将信号通过信道分配至分支WIFI控制端上，通过WIFI控制端为各架无人机组网分配，通过WIFI控制端为各架无人机分配执行命令，将无人机执行通道信号模组、无人机飞行的轨迹序列模组和无人机飞行的执行命令模组三个方面进行配置分配，之后根据配置需求分配至无人机集群起飞平台，无人机集群起飞平台将根据信息控制管理模组中所需的无人机数目，同时起飞前无人机集群起飞平台利用无人机运行状态检测模块、无人机外观状态检测模块和无人机图像数据模块，对无人机进行检查数据记录，并同时信号强度检测模组对无人机进行检测，对于信号达不到起飞强度的线路，通过信号重构分配模组进行重新分配，对各架无人机执行命令和信号强度复查检测，确保无人机飞行状态，各架无人机在无人机集群起飞平台上进行起飞作业，各架无人机执行后降落在各自的无人机集群起飞平台上，无人机集群起飞平台对各架无人机进行状态检测，根据各架无人机状态检测数据进行检修及相关数据输送，待各无人机根据起飞执行命令完成各自指令后，重新根据GPS导航定位系统，使各无人机精确的降落到无人机集群起飞平台上，对于重新降落到无人机集群起飞平台的各架无人机，进行检测，当再次从无人机运行状态检测模块、无人机外观状态检测模块和无人机图像数据模块三个方面进行检测，可直接将起飞前数据和降落后的数据进行对比分析，利用计算机网络的分析计算，能够较快的得出初步分析数据，更为直观的观察各架无人机的运行状态。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。