CN104901727A - 无人机队列编队协同的通信控制***和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种无人机队列编队协同的通信控制***和方法，无人机队列包括长机和至少一架僚机，每架僚机包括：信息检测装置，用于检测目标图像信息、对应僚机的飞行姿态以及位置信息；扩频调制装置用于进行扩频并调制至目标频段；发送装置用于将目标频段的数据发送至长机；第一GPS授时装置分别对信息检测装置、扩频调制装置和发送装置进行同步激励；长机包括：接收装置用于同时接收每台僚机发送的数据；解扩解调装置用于进行解扩和解调；第二GPS授时装置对解扩解调装置进行同步激励。本发明的无人机队列编队协同的通信控制***和方法可以方便、高效地完成无人机队列间视觉图像的传输，保证图像视觉感知的实时性，另外可以减少长机的体积。
Description
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，特别涉及一种无人机队列编队协同的通信控制***和控制方法。
背景技术
无人机作为一种重要的航空器，通过搭载光学成像传感器对地成像是其一个非常重要的功能。根据需要和设计不同，无人机通常工作在10-20000米的高度，与其他平台进行比较，无人机平台成像具有分辨率高的特点，其可以对同一目标或场景进行多次成像，进行多视角、多位置成像。无人机在军事和民用领域发挥着十分重要的作用，例如基于无人机平台的地形测绘、城市建筑成像、环境遥感等应用都直接通过光学成像来提取信息。再例如在海湾战争、波黑战争、科索沃战争等中，美军的无人机都执行了上千小时的飞行任务，在侦察、监视、目标捕获、跟踪制导、战场管理、炮兵火力支援和空袭之后的目标毁伤评估等方面都发挥了及其重要的作用，随着成像设备性能的提高，无人机在军事侦察、战场评估方面将发挥更大的作用。另外，在民用领域，基于无人机的对地遥感以其执行任务速度快、分辨率高的优点，在数字化城市、环境监测等方面飞速发展，发挥着不可替代的作用，例如，无人机云下低空遥感作业在5.12汶川震后的灾情监测、指挥救灾决策等方面发挥了重要作用。
同单机飞行相比，无人机协同编队飞行具有不可比拟的优势。对于无人机获取图形的分析，其中直接的二维图像解析主要是对图像中道路、车辆等目标识别，或者是解析目标与某些指定目标的相对位置，重点仍然是地物的提取、识别。从无人机获取图像中获取目标的三维信息，相对于二维图像解析具有质的飞跃，三维图像解析是无人机获取图像研究以及应用的一个重要方向。无人机平台通过序列图像的三维信息解析，可以获得准确的目标位置、形貌、三维结构等信息，对于现代战争以及遥感测绘都具有重要意义。而对于无人机编队协同而言，三维重建的前提是将不同无人机获取的图像信息进行正确的传递。
但是，采用现有的通信***完成无人机编队视觉协同所需的通信，需要划分各个无人机通信时隙，只能进行串行通信，因而难以保证视觉感知的实时性要求。或者，需要各个无人机使用不同的射频***，因而导致长机的射频设备数量多体积大，工程上很难实现。
发明内容
本发明的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题。
为此，本发明的一个目的在于提出一种无人机队列编队协同的通信控制***，该通信控制***可以方便、高效地完成无人机队列间视觉图像的传输，保证图像视觉感知的实时性，另外可以减少长机的体积，工程上更容易实现。
本发明的另一个目的在于提出一种无人机队列编队协同的通信控制方法。
为达到上述目的，本发明一方面实施例提出一种无人机队列编队协同的通信控制***，所述无人机队列包括长机和至少一架僚机，其中，每架僚机包括：信息检测装置，用于检测目标图像信息、对应僚机的飞行姿态以及位置信息；扩频调制装置，用于对所述目标图像信息、对应僚机的飞行姿态以及位置信息组成的数据帧进行扩频，并将扩频之后的数据调制至目标频段；发送装置，用于将所述目标频段的数据发送至所述长机；第一GPS授时装置，所述第一GPS授时装置分别对所述信息检测装置、扩频调制装置和发送装置进行同步激励；所述长机包括：接收装置，用于同时接收所述每台僚机发送的目标频段的数据；解扩解调装置，所述解扩解调装置用于对接收到的数据进行解扩和解调以获取所述每台僚机的飞行姿态、位置信息以及检测的目标图像信息；第二GPS授时装置，所述第二GPS授时装置用于对所述解扩解调装置进行同步激励。
根据本发明实施例的无人机编队协同的通信控制***，每架僚机通过各自的第一GPS授时装置对信息检测装置进行同步激励，发送装置将扩频调制之后的数据发送至长机的发送时机也由第一GPS授时装置进行同步触发，并且长机可以同时接收每架僚机发送的数据，从而不需要划分至少一架僚机的通信时隙，可以保证视觉感知的实时性和信息传递的正确性。另外，每架僚机的发送装置例如射频***可以具有相同的结构，即至少一架僚机可以使用相同的发送装置，从而可以减少长机的接收装置的数量，进而减少长机的体积，工程上容易实现。
在本发明的一些实施例中，所述长机还包括与所述至少一架僚机相同结构的信息检测装置。
在本发明的一些实施例中，所述信息检测装置包括：位姿传感器，用于检测对应僚机的飞行姿态；GPS***，用于对所述对应僚机进行定位以获取位置信息；图像传感器，用于检测目标图像信息。
在本发明的一些实施例中，所述扩频调制装置包括：沃尔什WALSH序列发生器，所述沃尔什WALSH序列发生器被所述第一GPS授时装置进行同步激励，用于产生扩频序列；第一乘法器，所述第一乘法器的第一输入端与所述检测装置连接，第二输入端与所述沃尔什WALSH序列发生器，用于对所述目标图像信息、对应僚机的飞行姿态以及位置信息组成的数据帧进行扩频运算；第一振荡产生器，所述第一振荡产生器由所述第一GPS授时装置进行同步激励，用于产生本地振荡信号；第二乘法器，所述第二乘法器的第一输入端与所述第一乘法器的输出端连接，所述第二乘法器的第二输入端与所述第一振荡产生器连接，所述第二乘法器的输出端与所述发送装置连接，用于对扩频之后的数据进行调制运算。
在本发明的一些实施例中，所述解扩解调装置包括：沃尔什WALSH序列阵列发生器，所述沃尔什WALSH序列阵列发生器由所述第二GPS授时装置进行同步激励，用于产生解扩序列；多路序列跟踪环，所述多路序列跟踪环的输入端与所述沃尔什WALSH序列阵列发生器连接，用于保持产生的多路序列与接收到的多路序列分别同步；多个第三乘法器，所述多个乘法器的第一输入端与所述接收装置连接，所述多个第三乘法器的第二输入端与所述多路序列跟踪环连接，所述多个第三乘法器的第一输出反馈至所述多路序列跟踪环，所述多个第三乘法器用于进行并行解扩运算；第二振荡产生器，所述第二振荡产生器由所述第二GPS授时装置进行同步激励，用于产生本地振荡信号；多路载波跟踪环，所述多路载波跟踪环的输入端与所述第二振荡产生器连接，用于保持所述本地振荡信号与接收的载波信号同步；多个第四乘法器，所述多个第四乘法器的第一输入端与所述多个第三乘法器的第二输出端连接，所述多个第四乘法器的第二输入端与所述多路载波跟踪环连接，所述多个第四乘法器的第一输出端与所述多路载波跟踪环连接，所述多个第四乘法器用于对解扩之后的数据进行解调运算以获取所述每台僚机的飞行姿态、位置信息以及检测的目标图像信息。
长机通过多路序列跟踪环和多路载波跟踪环进行并行解扩解调，可以更加实时、准确地获取信息。
为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出一种无人机队列编队协同的通信控制方法，所述无人机队列包括长机和至少一架僚机，所述长机和至少一架僚机分别具有GPS授时装置，所述通信控制方法包括以下步骤：在所述GPS授时装置同步激励下，所述至少一架僚机采集目标图像信息、对应自身的飞行姿态以及位置信息；所述至少一架僚机将所述目标图像信息、对应本身的飞行姿态以及位置信息的数据帧进行扩频；所述至少一架僚机将扩频之后的数据调制至目标频段，并将所述目标频段的数据发送至所述长机；所述长机同时接收所述至少一架僚机发送的数据，并对所述目标频段的数据进行并行解扩解调以获取所述至少一架僚机的目标图像信息、对应自身的飞行姿态以及位置信息。
根据本发明实施例的无人机队列编队协同的通信控制方法，在GPS授时装置的同步激励下，至少一架僚机采集目标图像信息、对应自身的飞行姿态以及位置信息，进而将扩频调制之后的数据发送至长机，并且发送时机也由GPS授时装置进行同步触发，并且长机可以同时接收每架僚机发送的数据，从而不需要划分至少一架僚机的通信时隙，可以保证视觉感知的实时性和信息传递的正确性。
在本发明的一些实施例中，所述至少一架僚机采集的所述目标图像信息、对应本身的飞行姿态以及位置信息的数据帧格式相同。
每架僚机的采集信息的数据帧格式相同，从而可以采用相同的发送装置可以减少长机的接收装置的数量，进而减少长机的体积，工程上容易实现。
在本发明的一些实施例中，在所述GPS授时装置的同步触发下，所述至少一架僚机将所述目标频段的数据发送至所述长机。
在本发明的一些实施例中，在所述GPS授时装置的激励下，所述长机通过多路序列跟踪环进行解扩；以及在所述GPS授时装置的激励下，所述长机通过多路载波跟踪环进行解调。
长机通过多路序列跟踪环和多路载波跟踪环进行并行解扩解调，可以更加实时、准确地获取信息。
在本发明的一些实施例中，在所述GPS授时装置同步激励下，所述长机采集目标图像信息、自身的飞行姿态以及位置信息。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明的一个实施例的无人机编队协同的通信控制***的框图；
图2为根据本发明另一个实施例的无人机编队协同的通信控制***的框图；
图3为根据本发明的再一个实施例的无人机编队协同的通信控制***的框图；
图4为根据本发明的一个实施例的无人机编队协同的通信控制***的僚机进行信号处理过程的示意图；
图5为根据本发明的一个实施例的无人机编队协同的通信控制***的框图；
图6为根据本发明的一个实施例的无人机编队协同的通信控制***的长机进行信号处理过程的示意图；以及
图7为根据本发明的一个实施例的无人机编队协同的通信控制方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/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”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，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，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
下面参照附图描述根据本发明实施例提出的一种无人机队列编队协同的通信控制***。
图1为根据本发明一个实施例的无人机队列编队协同的通信控制***，如图1所示，本发明实施例的无人机队列编队协同的通信控制***中，无人机队列可以包括长机10和至少一架僚机。
其中，每架僚机包括信息检测装置201、扩频调制装置202、发送装置203和第一GPS授时装置204。信息检测装置201用于检测目标图像信息、对应僚机的飞行姿态以及位置信息。扩频调制装置202用于对目标图像信息、对应僚机的飞行姿态以及位置信息组成的数据帧进行扩频，例如可以通过直接序列扩频（DSSS，Direct SequenceSpread Spectrum）方式进行扩频，并将扩频之后的数据调制至目标频段，其中，目标图像信息、对应本身的飞行姿态以及位置信息的数据帧格式相同。发送装置203用于将目标频段的数据发送至长机10，将数据调制到目标频段之后，可以通过发送装置203例如无线信道进行发射，其中，采用的调制方法和目标频段可以根据实际情况进行选定。第一GPS授时装置204分别对信息检测装置201、扩频调制装置202和发送装置203进行同步激励，例如，信息检测装置201使用第一GPS授时装置204授时的相同倍频作为采样时钟，故信息检测装置201采样行为同步。
其中，长机10包括接收装置101、解扩解调装置102和第二GPS授时装置103。接收装置101用于同时接收每台僚机发送的目标频段的数据。解扩解调装置102用于对接收到的数据进行解扩和解调以获取每台僚机的飞行姿态、位置信息以及检测的目标图像信息。第二GPS授时装置103用于对解扩解调装置102进行同步激励。
在本发明的一个实施例中，长机10还可以包括与至少一架僚机相同结构的信息检测装置201。长机10通过接收装置101接收到各个僚机的数据之后，进而通过解扩解调装置102对接收到的数据进行解扩解调之后，按照相关技术中的方法将各个僚机的信息和自身检测的信息进行三维重建，进而可以获得目标场景图像的三维信息，从而可以获得例如准确的目标位置、形貌、三维结构。
进一步地，在本发明的一个实施例中，如图2所示，信息检测装置201包括位姿传感器2011、GPS***2012和图像传感器2013。其中，位姿传感器2011用于检测对应僚机的飞行姿态，即每架僚机中设置有位姿传感器2011，可以检测僚机的飞行姿态。GPS***2012用于对对应僚机进行定位以获取位置信息。图像传感器2013用于检测目标图像信息。可见，通过信息检测装置201可以获得无人机的飞行姿态、位置信息以及目标图像信息，其中，长机10通过各个无人机的飞行姿态和位置信息可以进行编队飞行，进而可以更好地获得目标图像信息。
图3为根据本发明的一个实施例的无人机队列编队协同的通信控制***的示意图，图中只示出一架僚机，还可以包括相同结构的多架僚机。如图3所示，上述扩频调制装置202进一步可以包括沃尔什WALSH序列发生器2021、第一乘法器2022、第一振荡产生器2023和第二乘法器2024。其中，沃尔什WALSH序列发生器2021被第一GPS授时装置204进行同步激励，用于产生扩频序列，可以保证序列的正交性。第一乘法器2022的第一输入端与信息检测装置201连接，第二输入端与沃尔什WALSH序列发生器2021，用于对目标图像信息、对应僚机的飞行姿态以及位置信息组成的数据帧进行扩频运算。第一振荡产生器2023由第一GPS授时装置204进行同步激励，用于产生本地振荡信号。第二乘法器2024的第一输入端与第一乘法器2022的输出端连接，第二乘法器2024的第二输入端与第一振荡产生器2023连接，第二乘法器2024的输出端与发送装置203连接，用于对扩频之后的数据进行调制运算。
具体地，图4为根据本发明的一个实施例的至少一架僚机的信号处理过程的示意图。如图4所示，以第一GPS授时装置204授时为时间基准产生本地振荡信号和沃尔什WALSH序列发生器2021时钟，沃尔什WALSH序列发生器2021产生扩频序列，同时第一乘法器2022接收信息检测装置201检测的信息数据帧，待发送的序列在第一乘法器2022中对数据帧进行扩频处理，例如通过DSSS方式进行扩频，进而通过第二乘法器2024将扩频后的信号进行调制，并将扩频调制之后的数据通过发送装置203发送至长机10。
图5为根据本发明的另一个实施例的无人机队列编队协同的通信控制***的示意图，图中只示出一架僚机，还可以包括相同结构的多架僚机。如图5所示，上述解扩解调装置102进一步可以包括沃尔什WALSH序列阵列发生器1021、多路序列跟踪环1022、多个第三乘法器1023、第二振荡产生器1024、多路载波跟踪环1025和多个第四乘法器1026。其中，沃尔什WALSH序列阵列发生器1021由第二GPS授时装置103进行同步激励，用于产生解扩序列。多路序列跟踪环1022的输入端与沃尔什WALSH序列阵列发生器1021连接，用于保持产生的多路序列与接收到的多路序列分别同步。多个第三乘法器1023的第一输入端与接收装置101连接，多个第三乘法器1023的第二输入端与多路序列跟踪环1022连接，多个第三乘法器1023的第一输出反馈至多路序列跟踪环1022，多个第三乘法器1023用于进行并行解扩运算。第二振荡产生器1024由第二GPS授时装置103进行同步激励，用于产生本地振荡信号。多路载波跟踪环1025的输入端与第二振荡产生器1024连接，用于保持本地振荡信号与接收的载波信号同步。多个第四乘法器1026的第一输入端与多个第三乘法器1023的第二输出端连接，多个第四乘法器1026的第二输入端与多路载波跟踪环1025连接，多个第四乘法器1026的第一输出端与多路载波跟踪环1025连接，多个第四乘法器1026用于对解扩之后的数据进行解调运算以获取每台僚机的飞行姿态、位置信息以及检测的目标图像信息。
具体地，图6为根据本发明的一个实施例的长机10的信号处理过程的示意图。如图6所示，在第二GPS授时装置103的同步激励下，沃尔什WALSH序列阵列发生器1021产生解扩序列，同时第二振荡产生器1024产生本地振荡信号，长机10同时接收至少一架僚机的数据例如射频信号，通过多个第三乘法器1023进行解扩，多个第三乘法器1023的另一路输出来自多路序列跟踪环1022，由于长机10采用基于GPS授时的时间基准，可以不进行扩频捕获，通过多路序列跟踪环1022对不同用户序列的跟踪，使得解扩所用的序列与接收信号序列相位严格同步。解扩后的多路信号已经分离，进而在多个第四乘法器1026中进行解调，多个第四乘法器1026的另一路输入来自多路载波跟踪环1025，可以保证本地载波与接收信号载波相位严格同步。可见，长机10同时接收各个僚机的信号，进而通过多路序列跟踪环1022和多路载波跟踪环1025实现多路信号的并列解扩解调处理，可以更加快速、准确地获取信息。
综上所述，根据本发明实施例的无人机队列编队协同的通信控制***，每架僚机通过各自的第一GPS授时装置对信息检测装置进行同步激励，发送装置将扩频调制之后的数据发送至长机的发送时机也由第一GPS授时装置进行同步触发，并且长机可以同时接收每架僚机发送的数据，从而不需要划分至少一架僚机的通信时隙，可以保证视觉感知的实时性和信息传递的正确性。另外，每架僚机的发送装置例如射频***可以具有相同的结构，即至少一架僚机可以使用相同的发送装置，从而可以减少长机的接收装置的数量，进而减少长机的体积，工程上容易实现。此外，长机通过多路序列跟踪环和多路载波跟踪环进行并行解扩解调，可以更加实时、准确地获取信息。
下面参照附图描述根据本发明另一方面实施例提出的一种无人机队列编队协同的通信控制方法。
其中，无人机队列包括长机和至少一架僚机，长机和至少一架僚机分别具有GPS授时装置，图7为根据本发明的一个实施例的无人机队列编队协同的通信控制方法的流程图。如图7所示，本发明实施例的无人机队列编队协同的通信控制方法包括以下步骤：
S1，在GPS授时装置同步激励下，至少一架僚机采集目标图像信息、对应自身的飞行姿态以及位置信息。
通过GPS授时装置同步激励至少一架僚机采集目标图像信息、对应自身的飞行姿态以及位置信息，可以保证目标图像信息时间的统一。
S2，至少一架僚机将目标图像信息、对应本身的飞行姿态以及位置信息的数据帧进行扩频。
在本发明的一个实施例中，至少一架僚机采集的目标图像信息、对应本身的飞行姿态以及位置信息的数据帧格式相同。具体地，如图4所示，以第一GPS授时装置授时为时间基准产生本地振荡信号和沃尔什WALSH序列发生器时钟，沃尔什WALSH序列发生器产生扩频序列，同时第一乘法器接收信息检测装置检测的信息数据帧，待发送的序列在第一乘法器中对数据帧进行扩频处理，具体地，例如可以通过直接序列扩频（DSSS，Direct Sequence Spread Spectrum）方式进行扩频。其中，沃尔什WALSH序列产生器在GPS授时***激励下产生序列，可以保证序列的正交性。
S3，至少一架僚机将扩频之后的数据调制至目标频段，并将目标频段的数据发送至长机。
具体地，将扩频之后的数据调制至目标频段，进而可以通过发送装置例如无线信道进行发射，在GPS授时装置的同步触发下，至少一架僚机将目标频段的数据发送至长机。其中，采用的调制方法和目标频段可以根据实际情况进行选定。
S4，长机同时接收至少一架僚机发送的数据，并对目标频段的数据进行并行解扩解调以获取至少一架僚机的目标图像信息、对应自身的飞行姿态以及位置信息。
在本发明的一个实施例中，在GPS授时装置的激励下，即采用GPS授时的时间基准，不需要进行扩频序列捕获，长机直接通过多路序列跟踪环进行解扩，可以保持本地扩频序列与多路接收序列的严格同步，具体地，例如长机可以按照相关技术中的DSSS方式进行解扩。进而在GPS授时装置的激励下，长机通过多路载波跟踪环进行并行解调，可以保持本地载波相位与多路接收信号相位的严格同步。在GPS授时装置的激励下，长机进行并行地解扩、解调处理，从而可以快速、准确地获得目标图像信息。
另外，在本发明的一个实施例中，在GPS授时装置同步激励下，长机采集目标图像信息、自身的飞行姿态以及位置信息。具体地，长机和至少一架僚机配备独立信息检测装置例如视觉传感器、位姿传感器、GPS***和发送/接收装置，GPS***用于采集无人机的位置信息，位姿传感器用于检测对应无人机的飞行姿态，视觉传感器用于检测目标图像信息，其中，视觉传感器、位姿传感器和GPS***相对位置信息均已测定。长机通过各个无人机的飞行姿态和位置信息可以进行编队飞行，进而可以更好地获得目标图像信息。长机和至少一架僚机的对应的GPS***对位置实时定位，并使用统一时标，并且长机和至少一架僚机的视觉传感器采样时机由GPS授时装置进行控制。从而，长机根据步骤S4接收到各个僚机的数据之后，进而通过解扩解调之后，进而可以按照相关技术中的方法将各个僚机的信息和自身检测的信息进行三维重建，进而可以获得目标场景图像的三维信息，从而可以获得例如准确的目标位置、形貌、三维结构。
综上所述，根据本发明实施例的无人机队列编队协同的通信控制方法，在GPS授时装置的同步激励下，至少一架僚机采集目标图像信息、对应自身的飞行姿态以及位置信息，进而将扩频调制之后的数据发送至长机，并且发送时机也由GPS授时装置进行同步触发，并且长机可以同时接收每架僚机发送的数据，从而不需要划分至少一架僚机的通信时隙，可以保证视觉感知的实时性和信息传递的正确性。另外，每架僚机的采集信息的数据帧格式相同，从而可以采用相同的发送装置可以减少长机的接收装置的数量，进而减少长机的体积，工程上容易实现。此外，长机通过多路序列跟踪环和多路载波跟踪环进行并行解扩解调，可以更加实时、准确地获取信息。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行***、装置或设备（如基于计算机的***、包括处理器的***或其他可以从指令执行***、装置或设备取指令并执行指令的***）使用，或结合这些指令执行***、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行***、装置或设备或结合这些指令执行***、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。
Claims (10)
1.一种无人机队列编队协同的通信控制***，其特征在于，所述无人机队列包括长机和至少一架僚机，其中，
每架僚机包括：
信息检测装置，用于检测目标图像信息、对应僚机的飞行姿态以及位置信息；
扩频调制装置，用于对所述目标图像信息、对应僚机的飞行姿态以及位置信息组成的数据帧进行扩频，并将扩频之后的数据调制至目标频段；
发送装置，用于将所述目标频段的数据发送至所述长机；
第一GPS授时装置，所述第一GPS授时装置分别对所述信息检测装置、扩频调制装置和发送装置进行同步激励；
所述长机包括：
接收装置，用于同时接收所述每台僚机发送的目标频段的数据；
解扩解调装置，所述解扩解调装置用于对接收到的数据进行解扩和解调以获取所述每台僚机的飞行姿态、位置信息以及检测的目标图像信息；
第二GPS授时装置，所述第二GPS授时装置用于对所述解扩解调装置进行同步激励。
2.如权利要求1所述的无人机队列编队协同的通信控制***，其特征在于，所述长机还包括与所述至少一架僚机相同结构的信息检测装置。
3.如权利要求1所述的无人机队列编队协同的通信控制***，其特征在于，所述信息检测装置包括：
位姿传感器，用于检测对应僚机的飞行姿态；
GPS***，用于对所述对应僚机进行定位以获取位置信息；
图像传感器，用于检测目标图像信息。
4.如权利要求1所述的无人机队列编队协同的通信控制***，其特征在于，所述扩频调制装置包括：
沃尔什WALSH序列发生器，所述沃尔什WALSH序列发生器被所述第一GPS授时装置进行同步激励，用于产生扩频序列；
第一乘法器，所述第一乘法器的第一输入端与所述信息检测装置连接，第二输入端与所述沃尔什WALSH序列发生器，用于对所述目标图像信息、对应僚机的飞行姿态以及位置信息组成的数据帧进行扩频运算；
第一振荡产生器，所述第一振荡产生器由所述第一GPS授时装置进行同步激励，用于产生本地振荡信号；
第二乘法器，所述第二乘法器的第一输入端与所述第一乘法器的输出端连接，所述第二乘法器的第二输入端与所述第一振荡产生器连接，所述第二乘法器的输出端与所述发送装置连接，用于对扩频之后的数据进行调制运算。
5.如权利要求1所述的无人机队列协同编队的通信控制***，其特征在于，所述解扩解调装置包括：
沃尔什WALSH序列阵列发生器，所述沃尔什WALSH序列阵列发生器由所述第二GPS授时装置进行同步激励，用于产生解扩序列；
多路序列跟踪环，所述多路序列跟踪环的输入端与所述沃尔什WALSH序列阵列发生器连接，用于保持产生的多路序列与接收到的多路序列分别同步；
多个第三乘法器，所述多个乘法器的第一输入端与所述接收装置连接，所述多个第三乘法器的第二输入端与所述多路序列跟踪环连接，所述多个第三乘法器的第一输出反馈至所述多路序列跟踪环，所述多个第三乘法器用于进行并行解扩运算；
第二振荡产生器，所述第二振荡产生器由所述第二GPS授时装置进行同步激励，用于产生本地振荡信号；
多路载波跟踪环，所述多路载波跟踪环的输入端与所述第二振荡产生器连接，用于保持所述本地振荡信号与接收的载波信号同步；
多个第四乘法器，所述多个第四乘法器的第一输入端与所述多个第三乘法器的第二输出端连接，所述多个第四乘法器的第二输入端与所述多路载波跟踪环连接，所述多个第四乘法器的第一输出端与所述多路载波跟踪环连接，所述多个第四乘法器用于对解扩之后的数据进行解调运算以获取所述每台僚机的飞行姿态、位置信息以及检测的目标图像信息。
6.一种无人机队列编队协同的通信控制方法，其特征在于，所述无人机队列包括长机和至少一架僚机，所述长机和至少一架僚机分别具有GPS授时装置，所述通信控制方法包括以下步骤：
在所述GPS授时装置同步激励下，所述至少一架僚机采集目标图像信息、对应自身的飞行姿态以及位置信息；
所述至少一架僚机将所述目标图像信息、对应本身的飞行姿态以及位置信息的数据帧进行扩频；
所述至少一架僚机将扩频之后的数据调制至目标频段，并将所述目标频段的数据发送至所述长机；
所述长机同时接收所述至少一架僚机发送的数据，并对所述目标频段的数据进行并行解扩解调以获取所述至少一架僚机的目标图像信息、对应自身的飞行姿态以及位置信息。
7.如权利要求6所述的无人机队列编队协同的通信控制方法，其特征在于，所述至少一架僚机采集的所述目标图像信息、对应本身的飞行姿态以及位置信息的数据帧格式相同。
8.如权利要求7所述的无人机队列编队协同的通信控制方法，其特征在于，在所述GPS授时装置的同步触发下，所述至少一架僚机将所述目标频段的数据发送至所述长机。
9.如权利要求6所述的无人机队列编队协同的通信控制方法，其特征在于，
在所述GPS授时装置的激励下，所述长机通过多路序列跟踪环进行解扩；以及
在所述GPS授时装置的激励下，所述长机通过多路载波跟踪环进行解调。
10.如权利要求6所述的无人机队列编队协同的通信控制方法，其特征在于，在所述GPS授时装置同步激励下，所述长机采集目标图像信息、自身的飞行姿态以及位置信息。
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