无人机集群的协作交互方法及无人机的可视导航系统
专利汇可以提供无人机集群的协作交互方法及无人机的可视导航系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提出一种无人机集群的协作交互方法及无人机的可视 导航系统 。其中，无人机集群的协作交互方法包括以下步骤：无人机集群中的某个无人机确定其通信 覆盖 范围内满足协作条件的无人机，并根据满足协作条件的无人机建立无人机协作组；确定所述无人机协作组中的多架无人机的机间路由；根据所述机间路由的链路状态信息对所述无人机协作组中的多架无人机分配协作任务；根据所述无人机协作组中的多架无人机的运动状态评估所述链路状态，并根据评估结果更新所述无人机协作组的无人机及每架无人机的协作任务。本发明的无人机集群的协作交互方法实时性好，可靠性强，通信 质量 高，能较好地适应可视导航中的无人机集群通信环境。，下面是无人机集群的协作交互方法及无人机的可视导航系统专利的具体信息内容。
1.一种无人机集群的协作交互方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：无人机集群中的某个无人机确定其通信覆盖范围内满足协作条件的无人机，并根据所述满足协作条件的无人机建立无人机协作组；
S2：确定所述无人机协作组中的多架无人机的机间路由；
S3：根据所述机间路由的链路状态信息对所述无人机协作组中的多架无人机分配协作任务；
S4：根据所述无人机协作组中的多架无人机的运动状态评估所述链路状态，并根据评估结果更新所述无人机协作组的无人机及每架无人机的协作任务。
2.根据权利要求1所述的无人机集群的协作交互方法，其特征在于，所述步骤S1进一步包括：
S11：所述无人机集群中的某个无人机判断是否需要增加协作的无人机；
S12：如果所述无人机集群中的某个无人机判断需要增加协作的无人机，则所述无人机集群中的某个无人机检测其通信覆盖范围内符合协作需求的无人机，并向所述覆盖范围内符合协作需求的无人机发送协作请求指令；
S13：所述通信覆盖范围内符合协作需求的无人机接收所述协作请求指令；
S14：所述接收到协作请求指令的无人机根据自身的移动和通信状况判断是否接受协作请求，且在判断自身的移动和通信状况容许接收所述协作请求时，发送接受协作请求的指令；以及
S15：所述无人机集群的某个无人机根据接收到的接受协作请求的指令，建立所述无人机协作组。
3.根据权利要求2所述的无人机集群的协作交互方法，其特征在于，所述符合协作需求的无人机包括：
具有预定的方位的无人机；
具有预定的速度的无人机；
具有预定的相对距离的无人机；
具有预定的机载可视传感设备的无人机。
4.根据权利要求1所述的无人机集群的协作交互方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：
所述无人机集群中的某个无人机判断已接受协作请求的无人机总架数是否达到预定的阈值；
如果所述已接受协作请求的无人机总架数达到所述预定的阈值，则所述无人机集群中的某个无人机停止发送所述协作请求指令；
如果所述已接受协作请求的无人机总架数未达到所述预定的阈值，则所述无人机集群中的某个无人机继续发送所述协作请求指令。
5.根据权利要求1所述的无人机集群的协作交互方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：
如果所述无人机集群中的某个无人机在其覆盖范围内未检测到符合协作需求的无人机，则所述无人机集群中的某个无人机调整自身的速度、位置之后，重新检测其覆盖范围内是否具有符合所述协作需求的无人机。
6.根据权利要求1所述的无人机集群的协作交互方法，其特征在于，在步骤S12之前还包括：
所述通信覆盖范围内的无人机判断自身的通信状况是否满足参与协作任务的要求；
如果所述通信覆盖范围内的无人机根据自身的通信状况判断自身不能参与协作任务，则不接收所述协作请求指令。
7.根据权利要求1所述的无人机集群的协作交互方法，其特征在于，所述步骤S3进一步包括：
S31：根据链路的服务质量信息，确定加权因子；
S32：根据链路的可用传输容量信息和所述加权因子，确定所述链路的可分配的任务量；
S33：根据所述链路的可分配的任务量，向无人机协作组中的无人机分配协作任务。
8.根据权利要求1所述的无人机集群的协作交互方法，其特征在于，所述步骤S4进一步包括：
S41：判断路由链路性能状况是否在设定的转换阈值范围内；
S42：如果所述链路性能状况在所述转换阈值范围内，则根据所述无人机协作组中的无人机的运动状态，通过以下的公式，判断所述协作组中的无人机是否可保持其路由通信，其中，(x1，y1，z1)表示所述协作组中的某个无人机的当前位置，(v1x，v1y，v1z)表示所述协作组中的某个无人机当前速度，(x2，y2，z2)表示所述协作组中的另一个无人机的当前位置，(v2x，v2y，v2z)表示所述协作组中的另一个无人机当前速度，r12表示所述协作组中的两个无人机之间的相对距离，R表示为所述通信覆盖范围的半径，t表示为时间，当等号成立时，所述协作组中的无人机不能保持路由通信，则所述协作组中的无人机退出协作组，并发送退出协作信息；
S43：根据所述退出协作信息，所述发送协作请求指令的无人机重新判断是否需要增加协作无人机，并根据判断结果更新所述协作组的无人机及每架无人机的协作任务。
9.根据权利要求8所述的无人机集群的协作交互方法，其特征在于，所述协作请求方的无人机接受所述协作组中无人机的其他退出协作信息。
10.一种无人机的可视导航系统，其特征在于，包括：
机载传感器，用于获取无人机工作环境信息和导航控制信息；
数字地图发生器，用于产生并存储与工作地域相关的地图信息，其中所述地图信息可用于规划无人机的工作导航路线；
图形图像模型库，用于存储图形图像模型信息，并根据所述无人机工作环境信息更新所述图形图像模型库以及为所述数字地图发生器提供工作环境的视觉信息；
综合信息数据库，用于存储当前和历史的可视导航信息，其中所述可视导航信息包括无人机工作路线信息、障碍物信息和特征环境信息；
故障检测模块，用于检测无人机可视导航系统的故障；
机间通信模块，用于无人机之间协作通信以获得其他无人机获取到的信息；和可视导航信息融合处理综合模块，用于根据所述机载传感器、所述数字地图发生器、所述图形图像模型库、所述综合信息数据库、所述故障检测模块和所述机间通信模块提供的信息进行综合处理，获得用于控制无人机工作的可视导航信息指令，并为所述机载传感器、所述数字地图发生器、所述图形图像模型库、所述综合信息数据库、所述故障检测模块和所述机间通信模块提供所需的信息，以及协调所述机载传感器、所述数字地图发生器、所述图形图像模型库、所述综合信息数据库、所述故障检测模块和所述机间通信模块。
11.根据权利要求9所述的无人机，其特征在于，所述机间通信模块包括：
协作组确定单元，用于无人机确定其通信覆盖范围内满足协作条件的无人机，并根据所述满足协作条件的无人机建立无人机协作组；
机间路由确定单元，用于确定所述无人机协作组中的多架无人机的机间路由；
任务分配单元，用于根据所述机间路由的链路状态信息对所述无人机协作组中的多架无人机分配协作任务；和
协作更新单元，用于根据所述无人机协作组中的多架无人机的运动状态评估所述链路状态，并根据评估结果更新所述无人机协作组的无人机及每架无人机的协作任务。
12.根据权利要求11所述的无人机，其特征在于，所述协作组确定单元进一步包括：
增加无人机判断子单元，用于判断是否需要增加协作的无人机；
协作请求子单元，用于当所述增加无人机判断子单元判断需要增加协作的无人机时，检测无人机的通信覆盖范围内符合协作需求的无人机，并向所述覆盖范围内符合协作需求的无人机发送协作请求指令；
协作接收子单元，用于接收所述协作请求指令；
协作请求判断子单元，用于根据所述无人机的移动和通信状况判断是否接受协作请求，且在判断所述无人机的移动和通信状况容许接收所述协作请求时，发送接受协作请求的指令；
无人机协作组建立子单元，用于根据接收到的接受协作请求的指令，建立所述无人机协作组。
13.根据权利要求12所述的无人机，其特征在于，所述符合协作需求的无人机包括：
具有预定的方位的无人机；
具有预定的速度的无人机；
具有预定的相对距离的无人机；
具有预定的机载可视传感设备的无人机。
14.根据权利要求11所述的无人机，其特征在于，所述协作组确定单元还包括：
总架数判断子单元，用于判断已接受协作请求的无人机总架数是否达到预定的阈值，如果所述已接受协作请求的无人机总架数达到所述预定的阈值，则所述协作请求子单元停止发送所述协作请求指令，如果所述已接受协作请求的无人机总架数未达到所述预定的阈值，则所述协作请求子单元继续发送所述协作请求指令。
15.根据权利要求11所述的无人机，其特征在于，所述协作组确定单元还包括：
检测判断子单元，用于判断所述协作请求子单元是否检测到符合协作需求的无人机，如果所述协作请求子单元未检测到符合协作需求的无人机，则调整无人机的速度和位置之后，重新检测其覆盖范围内是否具有符合所述协作需求的无人机。
16.根据权利要求11所述的无人机，其特征在于，所述协作组确定单元还包括：
可参与协作组判断子单元，用于根据无人机的通信状况判断是否满足参与协作任务的要求，如果根据所述通信状况判断所述无人机不能参与协作任务，则不接收所述协作请求指令。
17.根据权利要求11所述的无人机，其特征在于，所述任务分配单元进一步包括：
加权因子计算子单元，用于根据链路的服务质量信息确定加权因子；
任务量确定子单元，用于根据链路的可用传输容量信息和所述加权因子，确定链路的可分配的任务量；
任务分配子单元，用于根据所述链路的可分配的任务量为所述无人机协作组中的每架无人机分配协作任务。
18.根据权利要求11所述的无人机，其特征在于，所述协作更新单元进一步包括：
转换阈值判断子单元，用于判断所述路由链路性能状况是否在设定的转换阈值范围内；
退出协作信息确定子单元，用于根据所述转换阈值判断子单元的链路性能状况在所述转换阈值范围内结果，及所述无人机协作组中的无人机的运动状态，通过以下的公式，判断所述协作组中的无人机是否可保持其路由通信，
其中，(x1，y1，z1)表示所述协作组中的某个无人机的当前位置，(v1x，v1y，v1z)表示所述协作组中的某个无人机当前速度，(x2，y2，z2)表示所述协作组中的另一个无人机的当前位置，(v2x，v2y，v2z)表示所述协作组中的另一个无人机当前速度，r12表示所述协作组中的两个无人机之间的相对距离，R表示为所述通信覆盖范围的半径，t表示为时间，当等号成立时，所述协作组中的无人机不能保持路由通信，则接收所述协作组中的无人机发送的退出协作信息；
协作更新子单元，用于根据所述退出协作信息重新判断是否需要增加协作无人机，并根据判断结果更新所述协作组的无人机及每架无人机的协作任务。
19.根据权利要求18所述的无人机，其特征在于，所述退出协作信息确定子单元还用于接收所述协作组中无人机的其他退出协作信息。
20.根据权利要求11所述的无人机，其特征在于，所述机间通信模块还包括：
协作任务信息传输接口，用于传输所述任务分配子单元确定的每架无人机的协作任务；
交互控制接口，用于交互控制指令的传输；
综合信息输入输出处理模块，用于信息或数据的分类、排队和缓冲；
信息控制中心，所述信息控制中心包括信息交互控制单元和任务协同控制单元，所述信息交互控制单元生成无人机之间的信息交互机制，所述任务协同控制单元形成协作无人机之间的任务协同策略。
无人机集群的协作交互方法及无人机的可视导航系统
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
5、故障检测模块6和机间通信模块1提供所需的信息，以及协调机载传感器2、数字地图发生器3、图形图像模型库4、综合信息数据库5、故障检测模块6和机间通信模块1的工作。
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