本實(shí)用新型涉及多無(wú)人機(jī)陣列飛行控制領(lǐng)域，尤其適用于多無(wú)人機(jī)群協(xié)同的智能組網(wǎng)與監(jiān)控。

背景技術(shù)：

目前無(wú)人機(jī)在民用市場(chǎng)上主要以單個(gè)無(wú)人機(jī)控制為主，單無(wú)人機(jī)的載荷有限，任務(wù)單一，在應(yīng)對(duì)廣闊的任務(wù)區(qū)域以及單個(gè)無(wú)人機(jī)故障后將無(wú)法完成任務(wù)，這也使得利用多無(wú)人機(jī)陣列飛行來(lái)協(xié)作完成復(fù)雜的任務(wù)成為無(wú)人機(jī)研究的趨勢(shì)。

多無(wú)人機(jī)陣列飛行的研究涉及到空氣動(dòng)力學(xué)、飛行力學(xué)、自動(dòng)控制、圖像處理、導(dǎo)航、雷達(dá)以及作戰(zhàn)效能分析等諸多學(xué)科和專業(yè)，因此需要多個(gè)領(lǐng)域的科研人員合作。在近距渦旋的影響下，尋找最優(yōu)的編隊(duì)結(jié)構(gòu)、編隊(duì)飛行模型，以及組建無(wú)線電導(dǎo)航通信系統(tǒng)與編隊(duì)機(jī)群之間的局域網(wǎng)絡(luò)，盡可能地接近鳥(niǎo)類編隊(duì)的效果，如機(jī)群間間距更小些，通信更可靠些等，以便使無(wú)人機(jī)機(jī)群協(xié)同工作方式能夠更好地適用未來(lái)更多的任務(wù)需求，發(fā)揮更有效的綜合利益。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了保證多架無(wú)人機(jī)之間按照有序的飛行方式去陣列飛行以及實(shí)現(xiàn)多型號(hào)的無(wú)人機(jī)混合組網(wǎng)與監(jiān)控，本實(shí)用新型提供了一種具有可擴(kuò)展性好、移植性強(qiáng)，提高無(wú)人機(jī)機(jī)群高魯棒性的智能協(xié)同監(jiān)控系統(tǒng)。

本實(shí)用新型所使用的技術(shù)方案是：

一種用于無(wú)人機(jī)機(jī)群陣列飛行的智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括可擴(kuò)展的機(jī)載模塊、基站模塊及人機(jī)交互模塊，所述的可擴(kuò)展的機(jī)載模塊包括MCU協(xié)議轉(zhuǎn)換、防撞模塊、傳感器接口集成模塊、無(wú)線通信模塊，所述的基站模塊包括智能編隊(duì)控制模塊、無(wú)人機(jī)自動(dòng)識(shí)別模塊、任務(wù)分配模塊、數(shù)據(jù)收集模塊、無(wú)線通信模塊，所述的人機(jī)交互模塊包括陣列規(guī)劃模塊、數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊、安全預(yù)警模塊、多平臺(tái)控制模塊、二次開(kāi)發(fā)模塊，通過(guò)所述的可擴(kuò)展的機(jī)載模塊、基站模塊及人機(jī)交互模塊局域組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)這三個(gè)模塊的即插即用；當(dāng)所述的人機(jī)交互模塊通過(guò)局域網(wǎng)向所述的基站模塊發(fā)出聯(lián)機(jī)命令后，由所述的基站模塊和所述的機(jī)載模塊建立安全連接；在連接建立后，無(wú)人機(jī)運(yùn)行參數(shù)可以通過(guò)所述機(jī)載模塊傳輸?shù)剿龅幕灸K，并由所述基站模塊轉(zhuǎn)發(fā)到所述人機(jī)交互模塊中，所述人機(jī)交互模塊下達(dá)相應(yīng)的指令經(jīng)過(guò)所述的基站模塊傳輸?shù)剿龅臋C(jī)載模塊中，從而控制飛機(jī)的運(yùn)行。

所述的機(jī)載模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)不同品牌、不同型號(hào)的無(wú)人機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，并具有可擴(kuò)展的傳感器接口，所收集的飛行數(shù)據(jù)及傳感器數(shù)據(jù)通過(guò)所述的無(wú)線通信模塊轉(zhuǎn)發(fā)給所述的基站模塊，并利用所述的防撞模塊來(lái)保證單機(jī)飛行安全。

所述的無(wú)人機(jī)智能識(shí)別功能，搭載特定機(jī)載模塊的無(wú)人機(jī)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)入網(wǎng)，同時(shí)所述基站模塊中的隊(duì)列控制算法可以保證整個(gè)無(wú)人機(jī)隊(duì)列的智能有序飛行，當(dāng)接收到所述的人機(jī)交互模塊的手動(dòng)命令時(shí)，可以進(jìn)行任務(wù)分配以及異步任務(wù)調(diào)度，并將飛行返回的數(shù)據(jù)通過(guò)所述的無(wú)線通信模塊傳輸?shù)剿龅娜藱C(jī)交互模塊。

所述的人機(jī)交互模塊能夠預(yù)先規(guī)劃無(wú)人機(jī)機(jī)群的飛行陣列，實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)無(wú)人機(jī)機(jī)群的飛行姿態(tài)和單個(gè)無(wú)人機(jī)單元的飛行狀況，根據(jù)監(jiān)控參數(shù)實(shí)現(xiàn)整個(gè)飛行隊(duì)列的手動(dòng)控制，當(dāng)飛行陣列或單機(jī)發(fā)生異常時(shí)可以進(jìn)行預(yù)警提示，同時(shí)該模塊支持多平臺(tái)的同時(shí)聯(lián)合控制，并向用戶提供了可以隨意打造自己專屬無(wú)人機(jī)陣列飛行控制系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)接口。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型的有益效果：本監(jiān)控系統(tǒng)中的三個(gè)核心模塊可以靈活的定制、即插即用；機(jī)載模塊實(shí)現(xiàn)了不同品牌不同型號(hào)的無(wú)人機(jī)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化協(xié)議，并具有可擴(kuò)展傳感器接口，通過(guò)多傳感器的即插即用來(lái)輔助增強(qiáng)無(wú)人機(jī)的智能性；基站模塊中集成了無(wú)人機(jī)智能識(shí)別功能，搭載特定機(jī)載模塊的無(wú)人機(jī)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)入網(wǎng)，同時(shí)基站模塊中的隊(duì)列控制算法可以保證整個(gè)無(wú)人機(jī)隊(duì)列的智能有序飛行，另外當(dāng)人機(jī)交互模塊有多個(gè)控制端接入時(shí)，基站模塊可以按照優(yōu)先級(jí)來(lái)保證各個(gè)控制端的異步控制；人機(jī)交互模塊能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控整個(gè)無(wú)人機(jī)機(jī)群的飛行姿態(tài)和單個(gè)無(wú)人機(jī)單元的飛行狀況，根據(jù)監(jiān)控參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)飛行隊(duì)列的手動(dòng)控制，同時(shí)人機(jī)交互模塊中擁有多個(gè)控制平臺(tái)，用戶可以根據(jù)自己的喜愛(ài)選擇平臺(tái)來(lái)自由定制整個(gè)無(wú)人機(jī)隊(duì)列的飛行姿態(tài)，另外人機(jī)交互模塊開(kāi)放了二次開(kāi)發(fā)接口，便于用戶打造屬于自己的無(wú)人機(jī)陣列飛行控制系統(tǒng)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的原理圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型旨在一定程度上解決上述技術(shù)問(wèn)題之一或至少提供一種有用的商業(yè)選擇。為此，本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提出具有可擴(kuò)展性好、穩(wěn)定性好的無(wú)人機(jī)機(jī)群智能協(xié)同控制系統(tǒng)。

下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中始終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。

以下模塊分別介紹：

在編號(hào)3機(jī)載模塊中，通過(guò)編號(hào)為4的MCU協(xié)議轉(zhuǎn)化模塊實(shí)現(xiàn)多品牌多型號(hào)無(wú)人機(jī)的飛控?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，使用編號(hào)為5的防撞模塊來(lái)保護(hù)無(wú)人機(jī)陣列中各個(gè)無(wú)人機(jī)單元的安全飛行，并利用編號(hào)為6的傳感器接口集成模塊來(lái)集成各種傳感器，方便用戶擴(kuò)展各種數(shù)據(jù)信息采集，輔助增強(qiáng)無(wú)人機(jī)的智能性；所述的4、5、6模塊相關(guān)的數(shù)據(jù)通過(guò)編號(hào)為7的無(wú)線通信模塊轉(zhuǎn)發(fā)到編號(hào)為9的基站模塊中。

在編號(hào)9基站模塊中，通過(guò)編號(hào)為14的無(wú)線通信模塊與編號(hào)為3的機(jī)載模塊建立連接，使用編碼為13數(shù)據(jù)收集模塊來(lái)收集編號(hào)為3的機(jī)載模塊上傳的各種飛行數(shù)據(jù)，通過(guò)編號(hào)為10的智能編隊(duì)控制模塊對(duì)上述飛行數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，同時(shí)把預(yù)處理的控制指令數(shù)據(jù)反饋到編號(hào)為3的機(jī)載模塊。當(dāng)編號(hào)為15的人機(jī)交互模塊下達(dá)的手動(dòng)控制指令傳輸?shù)骄幪?hào)為9的基站模塊后，使用編號(hào)為12的任務(wù)分配模塊來(lái)對(duì)這些指令進(jìn)行任務(wù)分配處理，基站模塊中編號(hào)為11的無(wú)人機(jī)自動(dòng)識(shí)別模塊可以識(shí)別搭載特定機(jī)載模塊的無(wú)人機(jī)的自動(dòng)入網(wǎng)，并將無(wú)人機(jī)的相關(guān)參數(shù)通過(guò)編號(hào)為14的無(wú)線通信模塊反饋到編號(hào)為15的人機(jī)交互模塊。

在編號(hào)為15的人機(jī)交互模塊中，使用編號(hào)為16的陣列規(guī)劃模塊來(lái)預(yù)設(shè)無(wú)人機(jī)機(jī)群的飛行陣列，并通過(guò)編號(hào)為17的數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊來(lái)實(shí)時(shí)顯示飛行陣列的飛行姿態(tài)和單個(gè)無(wú)人機(jī)單元的飛行狀況，當(dāng)飛行陣列或者單個(gè)飛行單元出現(xiàn)異常時(shí)，編號(hào)為18的安全預(yù)警模塊會(huì)自動(dòng)進(jìn)行預(yù)警提示。編號(hào)為19的多平臺(tái)控制模塊提供了遙控器、Kinect、平板、PC、手機(jī)端等的控制終端的接入，所有的控制指令通過(guò)編號(hào)為14的無(wú)線通信模塊轉(zhuǎn)發(fā)到編號(hào)為9的基站模塊，并由編號(hào)為9的基站模塊下達(dá)指令集給編號(hào)為3的機(jī)載模塊，同時(shí)編號(hào)為15的人機(jī)交互模塊還提供了編號(hào)為20的二次開(kāi)發(fā)模塊，方便用戶打造個(gè)性化的無(wú)人機(jī)飛行陣列控制系統(tǒng)。

以上對(duì)本實(shí)用新型的特定實(shí)例結(jié)合圖示進(jìn)行了說(shuō)明，很明顯，在不離開(kāi)本實(shí)用新型的范圍和精神的基礎(chǔ)上，可以對(duì)現(xiàn)有技術(shù)和方法進(jìn)行很多修改。在本實(shí)用新型的所屬技術(shù)領(lǐng)域中，只要掌握通常知識(shí)，就可以在本實(shí)用新型的技術(shù)要旨范圍內(nèi)，進(jìn)行多種多樣的變更。