无人机编队

摘要： 针对无人机编队飞行时双目视觉定位精确性差、计算量大、实时性不高的技术现状,对基于特征点的FAST定位和BRIEF旋转(Oriented fast and rotated brief,ORB)算法进行了改进,提出了一种适用于无人机双目视觉定位的算法。在改进ORB算法中,采用提取目标区域、最近邻约束和随机抽样一致(Random sampling consensus,RANSAC)方法,提高了特征点提取与匹配效率,也提高了特征点匹配质量;对于双目视觉定位,提出了适用条件更加宽泛的双目视觉定位模型,并保证了模型的定位精度;最后使用卡尔曼滤波算法对无人机的定位信息进行估计,进一步提高了无人机的定位精度。实验表明,算法具有较高的精确性和实时性,满足无人机间的相对定位要求。

摘要： 为了提高多无人机在编队集结过程中的稳定性,提出基于改进拟仿射类进化(improved quasi-affine transformation evolutionary,IQuatre)算法的无人机编队集结方法。首先,基于分布式模型预测控制(distributed model predictive control,DMPC)建立无人机编队的运动预测模型,通过预测无人机的“未来态”规避编队内碰撞风险,滚动优化的数学模型提高了无人机到达指定位置的稳定性,使得无人机更好、更快地加入编队飞行;其次,对Quatre算法进行种群优化改进,将携带最优基因的父代个体有选择性地加入子代种群,加快种群收敛。实验结果表明,基于DMPC的无人机编队集结未出现碰撞情况,减小了无人机调整状态过程中出现的位置偏差;对比仿真验证了IQuatre算法能够提高编队集结的稳定性,较原Quatre算法减少了5.2%的平均迭代次数,在计算时间上节约了4.6%,位置误差减小了0.45 m。

摘要： 为了解决多无人机存在的自碰撞与障碍碰撞及编队通信架构等问题,在二阶模型的编队系统基础上,提出一种由图论和人工势场理论相结合的分布式编队控制策略。依据运动学原理建立无人机模型,以固定无向的通信拓补结构为基础,引入分段思想、旋转力、机间势场力来改进势场合力函数,以解决可能出现的目标不可达、死锁、编队安全问题,精准实现编队避障、避碰与航迹预规划;根据一致性理论对无人机状态误差进行修正,设计编队协同避障控制律以实现期望状态一致与航迹规划;通过构造Hamilton函数与反证法进行稳定收敛性分析,证明所提出控制算法的收敛一致性。通过仿真结果表明,无人机编队能够有效进行避障并快速达到期望一致。

摘要： 针对无人机编队相对导航系统中由于机体/机翼遮挡导致可见信标点个数随时间变化和视觉导航传感器量测噪声统计特性不确定问题,提出了基于逆威舍特分布的变分贝叶斯自适应容积信息滤波(VBACIF)算法。该算法在信息滤波框架下,采用逆威舍特分布表示量测噪声协方差,将三阶球面径向容积准则和变分贝叶斯理论相结合,在线识别跟踪量测噪声统计特性变化并自适应调节相对导航滤波器的量测噪声协方差矩阵,将每个可见信标点视为一个独立的信息源,融合各信标点的相对视线量测信息从而准确地估计出无人机之间的相对位置、速度和姿态。仿真结果表明,视觉量测噪声协方差未知且时变和可见信标个数变化的情况下,采用VBACIF相对位置、速度和姿态精度较容积信息滤波算法分别提高了24.85%、9.41%和45.52%。

摘要： 提出了一种基于改进指数趋近律的滑模控制器的无人机编队建模与控制方法。首先采用弹性系统模型对无人机编队进行动力学分析,把每个无人机看作一个质量点,无人机之间的位置关系可以视为编队控制时的约束力;在此基础上采用一种固定的通信拓扑,对编队平衡状态进行分析,建立无人机编队的动力学模型。同时利用一种基于改进指数趋近律的滑模控制器实现无人机编队协同控制,以此加快系统稳定的收敛速度,削弱传统滑模控制器的抖振现象,保证无人机编队协同控制的稳定性。最后,通过实际无人机编队飞行试验来验证无人机编队动力学模型的可行性与无人机编队控制器的稳定性。

摘要： 为了实现在复合干扰下六旋翼无人机编队的稳定飞行,提出了一种快速终端滑模鲁棒控制方法。首先,描述了领导-跟随编队拓扑结构并建立了六旋翼无人机的6自由度运动模型,然后,设计了编队外环控制律将编队指令转换为姿态指令,并通过设计编队内环控制律解算得到旋翼转速指令,最后,引入自适应律来估计复合干扰,实现了六旋翼无人机编队的稳定飞行。仿真实验结果表明:所提方法与滑模控制方法相比能够更加快速地实现六旋翼无人机的编队稳定飞行,最大轨迹误差仅为0.2 m,复合干扰最大估计误差仅为0.1 m/s^(2),表现出了更优的控制效果。

摘要： 多点火情覆盖给野外森林火场和城市小区火场的救援工作带来了很大的困难,无人机编队救援是一种更合适的选择。为了使无人机编队能够在灭火任务执行中更好地覆盖每个火情点,更高效地使用每个无人机,该文提出了一种基于粒子群算法的任务分配算法。在该算法下,合理设定局部最佳位置、全局最佳位置以及更新机制,无人机编队可以完成更加合理的任务分配。针对8个火情点、5个无人机构成的编队情况进行仿真试验,结果表明,该方法可以获得更加合理的任务分配结果,在出现多点火情时有效救援。

摘要： 无人机编队信息交互拓扑优化对于提高无人机集群任务执行的协同性和通信传输效率具有重要意义。首先,提出无人机编队剩余能量不均衡度指标,在编队通信链长的基础上,将网络延迟影响因素、剩余能量不均衡度纳入无人机编队信息交互拓扑的生成体系中,综合考虑多个目标优化无人机集群信息交互拓扑;然后,通过构建满意度偏差隶属度函数,建立目标规划模型实现多个目标的综合;同时,在拓扑生成中采用多叉树结构进行分级,并改进人工蜂群算法求解模型,可以支持较大规模无人机的协同;最后,通过16架无人机组成的编队进行仿真分析,验证了模型的合理性及算法的有效性。

摘要： 由于运动学的复杂性和环境的动态性,控制一组无人机遂行任务目前仍面临较大挑战.首先,以固定翼无人机为研究对象,考虑复杂动态环境的随机性和不确定性,提出了基于无模型深度强化学习的无人机编队协调控制方法.然后,为平衡探索和利用,将ε-greedy策略与模仿策略相结合,提出了ε-imitation动作选择策略;结合双重Q学习和竞争架构对DQN(Deep Q-Network)算法进行改进,提出了ID3QN(Imitative Dueling Double Deep Q-Network)算法以提高算法的学习效率.最后,构建高保真半实物仿真系统进行硬件在环仿真飞行实验,验证了所提算法的适应性和实用性.

摘要： 近年来,随着多旋翼无人机技术的成熟,使用无人机编队进行空中灯光表演变得越来越普及。对于大编队无人机而言,想要排出精巧的队形,仰仗的是控制算法。图为2016年,美国迪士尼乐园进行的无人机表演。2021年1月25日晚,重庆发生一起数百架无人机在飞行表演测试中失控撞楼的事件。值得庆幸的是,这些消费级四轴无人机并未造成人员伤亡。

摘要： 近十多年来,无人机在军事领域的应用越来越广泛,其卓越的军事性能不断显现,促进各国大力发展无人机技术.然而,战场环境的复杂多样,科技水平的不断提高,单架无人机已经不能适应战争需要,为更好地把握战争节奏,掌握战场主动权,无人机编队应运而生.本文首先讲述无人机编队在战术性能、情报搜集、火力打击等方面较单架无人机而言存在的突出优势,其次,针对无人机编队的构建,着重论述了在航迹规划、编队队形、数据通信三个方面所存在的问题以及相关解决方法的优缺点;最后,结合当前各国研究方向提出了未来无人机编队的发展趋势.

摘要： 针对无人机编队现实中面临的避免内部碰撞和突现机动障碍物的问题,找寻了两种相应的能够有效解决问题的方法,并从理论分析的角度对方法的可行性进行了验证.通过讨论最终证实了方法的有效性,最后指出了下一步工作的重点.

摘要： 面向无人机编队协同作战的航路设计问题,提出了应用协同进化遗传算法进行无人机编队航路规划的方法.该方法通过协同进化遗传算法的隐式协调合作机制实现了规划航路的空域协同,通过层次分解策略实现了规划航路的时域协同,并且对染色体设计、个体适应度以及进化操作等关键问题进行了研究.仿真结果表明,该方法能够快速得到各无人机的低空突防三维航路,可以解决无人机编队协同执行任务的航路设计问题,具有工程实用价值.

摘要： 针对无人机侦察任务规划特点，以最小化无人机总飞行航程和最终编队飞行时间为优化目标，建立了无人机编队协同侦察任务规划问题模型，考虑了目标的时间窗口约束特性。以基本粒子群算法为基础，通过粒子群离散化和结合遗传算法进行改进，使其适用于求解复杂组合优化问题。仿真结果验证了算法求解复杂任务规划问题的有效性。

摘要： 研究障碍空间申的无人机编队与集群控制问题。为防止碰撞和避免障碍，进行了一个新的分布式控制算法设计。该设计基于修正的虚拟“长机——僚机”结构与简单的一致同意约定。通过全面运用人工势场法和回转力方法，避免无人机之间产生碰撞，保证无人机编队在障碍空间中的避障飞行。通过引入回转力方法，获得一个光滑的集群轨迹，使得无人机避障机动行为更加合理，也解决了纯人工势场法中固有的局部极小点问题。仿真结果表明，该运算法则在二维平面上的典型编队场景中可以保证无人机集群避障飞行。

摘要： 多无人机任务规划系统对于提高无人机编队的作战能力，保证无人机编队出勤率，降低作战成本具有积极的影响因素。本文从任务规划的结构组成出发，指出任务规划主要分为战术规划和路径规划二个组成部分。然后分析了单无人机系统和多机编队的任务规划分解和框架，并重点分析了几项实施过程重点关键技术难点。最后，对多无人机任务规划系统的发展提供了一些参考建议和发展思路。对STANAG 4586标准的主要内容进行了简要解读。最后，介绍了其在世界范围内研究和应用情况。

摘要： 从多UAV编队飞行应用需求出发，讨论了单UAV执行任务的局限性，对多UAV编队方式、控制方式进行了研讨，并分析了其应用特点，在此基础上结合多UAV测控需求，提出了对多UAV编队飞行测控的主要关键技术。

摘要： 从多UAV编队飞行应用需求出发，讨论了单UAV执行任务的局限性，对多UAV编队方式、控制方式进行了研讨，并分析了其应用特点，在此基础上结合多UAV测控需求，提出了对多UAV编队飞行测控的主要关键技术。

摘要： 从多UAV编队飞行应用需求出发，讨论了单UAV执行任务的局限性，对多UAV编队方式、控制方式进行了研讨，并分析了其应用特点，在此基础上结合多UAV测控需求，提出了对多UAV编队飞行测控的主要关键技术。

摘要： 本发明实施例公开了一种编队无人机摆放设备、方法、编队无人机系统及存储介质。该设备包括：主控制器、抓取摆放装置和信息识别装置；其中，主控制器，用于发送主控制信号，主控制信号包括识别控制信号和抓取摆放控制信号，抓取摆放控制信号是根据信息识别装置识别出的待摆放的编队无人机的编队信息生成的；信息识别装置，用于根据识别控制信号识别编队信息；抓取摆放装置，用于根据抓取摆放控制信号将编队无人机抓取摆放在待摆放位置上。本发明实施例的技术方案，通过编队无人机摆放设备中的主控制器、抓取摆放装置和信息识别装置相互配合，可以实现编队无人机的自动摆放的效果。

摘要： 本发明实施例公开了一种编队无人机摆放设备、方法、编队无人机系统及存储介质。该设备包括：主控制器、抓取摆放装置和信息识别装置；其中，主控制器，用于发送主控制信号，主控制信号包括识别控制信号和抓取摆放控制信号，抓取摆放控制信号是根据信息识别装置识别出的待摆放的编队无人机的编队信息生成的；信息识别装置，用于根据识别控制信号识别编队信息；抓取摆放装置，用于根据抓取摆放控制信号将编队无人机抓取摆放在待摆放位置上。本发明实施例的技术方案，通过编队无人机摆放设备中的主控制器、抓取摆放装置和信息识别装置相互配合，可以实现编队无人机的自动摆放的效果。

摘要： 本实用新型公开了一种无人机电机安装结构及编队无人机，其中编队无人机包括无人机电机安装结构，无人机电机安装结构包括机臂和驱动电机，还包括缓冲件，驱动电机位于机臂正上方并通过缓冲件与机臂连接；本实用新型提供的无人机电机安装结构及编队无人机具有结构稳定性强的特点，在驱动电机与机臂之间设置缓冲件，减小了驱动电机自身振动对机臂的影响，并且驱动电机连接于缓冲件上远离机臂的一端，进一步减小了驱动电机自身振动对机臂的影响，使得驱动电机始终位于机臂的正上方，降低了编队无人机在降落过程中驱动电机损坏的风险，增强了结构的稳定性。

摘要： 本发明属于无人机控制技术领域，公开了一种无人机编队的渐变色灯效控制方法、系统及无人机编队，包括读取无人机编队的队形、位置、路径数据；基于获取的数据分析确定无人机编队的边界和队形位置，并计算尺寸、物理边界及其他相关参数，得到并记录整段路径中的边界；设定渐变色的颜色队列及方向及相关参数；自动适配算法，计算编队中各架无人机的灯效颜色；存储灯效颜色计算结果，并基于计算的等效颜色控制无人机进行灯光展示。本发明能够实现无人机编队的渐变色灯光表演灯效，提升视觉效果。本发明能够全程自动生成所需的无人机编队渐变色表演灯光效果，自动上色和保存，无需人工干预。

摘要： 本发明公开了一种基于多无人机分布式控制的四旋翼无人机编队容错方法，首先构建多四旋翼无人机的故障动力模型；然后基于四旋翼无人机正常编队过程构建第一滑模分布式编队控制器和第二滑模编队控制器，分别对正常编队情况下四旋翼无人机的位置和姿态进行控制，实现四旋翼无人机可按照设定轨迹进行编队飞行；最后构建状态观测器，通过状态观测器对编队过程中的观测结果与实际的结果之间的残差大小判断是否发生故障，若发生故障，则设计自适应分布式滑模编队控制器，用以控制每一四旋翼无人机按照设定的轨迹进行编队；否则继续通过第一滑模分布式编队控制器和第二滑模编队控制器控制；本发明可对四旋翼无人机编队稳定控制。

摘要： 本发明属于流光灯效实现技术领域，公开了一种无人机编队流光灯效实现方法、系统及无人机编队，对系统输入无人机编队的队形及路径；对无人机编队的队形位置进行分析，计算尺寸、物理边界参数，得到并记录整段路径中的边界；设定流光的颜色、角度、速度、宽度参数；根据参数测量结果及选择的灯效参数，自动适配算法，计算编队中各架无人机的灯效颜色；将计算好的结果进行保存，用于展示和表演。本发明利用特定的算法及参数，根据无人机编队的空间位置、队形尺寸、运动特点，实现了无人机编队流光灯效的运算及生成；具有易于实现，一键生成，视觉效果好等特点，有效提升无人机表演的灯光设计制作的效率及表演现场的视觉艺术效果，无需人工干预。

摘要： 本发明属于无人机控制技术领域，公开了一种无人机编队的渐变色灯效控制方法、系统及无人机编队，包括读取无人机编队的队形、位置、路径数据；基于获取的数据分析确定无人机编队的边界和队形位置，并计算尺寸、物理边界及其他相关参数，得到并记录整段路径中的边界；设定渐变色的颜色队列及方向及相关参数；自动适配算法，计算编队中各架无人机的灯效颜色；存储灯效颜色计算结果，并基于计算的等效颜色控制无人机进行灯光展示。本发明能够实现无人机编队的渐变色灯光表演灯效，提升视觉效果。本发明能够全程自动生成所需的无人机编队渐变色表演灯光效果，自动上色和保存，无需人工干预。

摘要： 本发明属于无人机编队控制技术领域，公开了一种无人机编队烟花表演控制系统、方法、无人机编队，包括防止烟花误触IO驱动电路以及烟花点火电路。所述防止烟花误触IO驱动电路设置有第一条电路、第二条电路和第三条电路；所述烟花点火电路包括：预充电路模块，用于GPIO1控制信号输出，Q2导通Q4关闭，VCC通过Q2和电阻R8给电容C3充电；烟花点火模块，用于GPIO2控制信号输出，Q2关闭，Q4导通，C3电容通过Q4放电，是R4电阻发热，最终点燃烟花。本发明无人机烟花表演领域烟花控制系统的可靠性高，在飞行过程中，可有效避免产生错误动作。同时本发明在复杂的环境下，可以有效保证烟花驱动电路正常工作。

摘要： 本发明涉及一种无人机间无通信支持的旋翼无人机编队折线航路规划算法，所述旋翼无人机编队包括0号机、1号机、2号机……n号机，其特征在于，折线航路规划算法包括以下步骤；a、根据需求规划0号机的航路，b、根据0号机的航路规划1号机的航路，c、根据1号机的航路依次规划后续无人机的航路。本发明的目的在于解决或至少减轻目前的无人机编队航路规划算法因成本高且复杂，不适用于简单行业应用和职业教育的问题，提供一种无人机间无通信支持的旋翼无人机编队折线航路规划算法。

摘要： 本实用新型公开一种无人机编队高亮灯板及无人机编队表演控制系统，属于无人机控制技术领域，该无人机编队高亮灯板包括高亮灯珠阵列以及驱动高亮灯珠阵列工作的灯板电路，高亮灯珠阵列包括并列设置的红色灯珠串、绿色灯珠串以及蓝色灯珠串，灯板电路包括第一DC‑DC恒流驱动模块、第二DC‑DC恒流驱动模块以及第三DC‑DC恒流驱动模块，第一DC‑DC恒流驱动模块在第一PWM调光信号控制下对应恒流驱动红色灯珠串，第二DC‑DC恒流驱动模块在第二PWM调光信号控制下对应恒流驱动绿色灯珠串，第三DC‑DC恒流驱动模块在第三PWM调光信号控制下对应恒流驱动蓝色灯珠串。本实用新型的无人机编队高亮灯板及无人机编队表演控制系统，其具有灯板发光效率高、观赏效果佳等优点。