CN113296530A - 基于多组无人机的控制方法、***、终端及介质 - Google Patents
基于多组无人机的控制方法、***、终端及介质 Download PDFInfo
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Abstract
本申请涉及一种基于多组无人机的控制方法、***、终端及介质，其包括采集各无人机的绑定ID；依据绑定ID分别指定各无人机的动作轨迹及动作时序；获取展示位置的坐标；依据展示位置的坐标输出用于控制各无人机到达展示位置的控制指令；执行位置校准操作；依据各无人机的动作轨迹及动作时序输出用于控制无人机按照动作轨迹及动作时序飞行的控制指令。本申请具有减少工作人员的工作量以降低操作难度的效果。
Description
技术领域
本申请涉及无人机的领域，尤其是涉及一种基于多组无人机的控制方法、***、终端及介质。
背景技术
无人机，又称无人驾驶飞行器，分为很多种，其中系留式无人机是最为常用的无人机之一，其一般采用多旋翼的设计，可以实现垂直起落，方便操控，因此在民用领域尤为常见。同时针对于一些对续航要求较高的场景，系留式无人机能发挥最大优势，解决了电池供电不足的短板。
目前，在一些大型活动现场，工作人员会采用多架无人机进行空中灯光秀的表演，通过多架无人机上的灯光组成类似于星光一般的图形，通过控制灯光的亮灭形成光影特效，具有较佳的观赏性。
针对上述中的相关技术，发明人认为目前的光影特效展示需要大量无人机进行配合才能实现，但无人机本身的操作难度较高，加上多架无人机相互之间不能发生撞击等，因此往往需要多个熟练的操作人员对无人机进行操控，存在有工作量大，操作难度高的缺陷。
发明内容
第一方面，为了减少工作人员的工作量，降低操作难度，本申请提供一种基于多组无人机的控制方法。
本申请提供的一种基于多组无人机的控制方法，采用如下的技术方案：
一种基于多组无人机的控制方法，包括，
采集各无人机的绑定ID；
依据绑定ID分别指定各无人机的动作轨迹及动作时序；
获取展示位置的坐标；
依据展示位置的坐标输出用于控制各无人机到达展示位置的控制指令；
执行位置校准操作；
依据各无人机的动作轨迹及动作时序输出用于控制无人机按照动作轨迹及动作时序飞行的控制指令。
通过采用上述技术方案，采集绑定ID以方便识别对应的无人机并进行分线控制，多架无人机组成的灯光展示***中各无人机需要通过不同的飞行动作实现显示不同图案，甚至实现动画演示；在展示前，灯光展示***中的多架无人机需要到达指定的区域，即展示位置的坐标，并按照规划好的无人机布局进入准备状态，最后按照预先设定的动作轨迹及动作时序控制无人机进行展示，由于实现了无人机的动作轨迹的自动控制，从而减少工作人员的工作量，降低操作难度。
优选的，在所述依据各无人机的动作轨迹输出用于控制无人机按照动作轨迹及动作时序飞行的控制指令的步骤前获取各无人机的控制权限，包括，
采集无人机的通信协议；
依据通信协议查找无人机的连接信号；
执行对频操作；
获取无人机的控制权限以操控无人机。
通过采用上述技术方案，在实现控制所有无人机前，需要获取各无人机的控制权限，但部分无人机的通信协议，因此需要先采集无人机的通信协议，并通过预装相应的通讯模块实现对所有无人机的通讯连接。
优选的，在所述采集各无人机的绑定ID的步骤后，
获取对应手动控制的第一触发信号或对应自动控制的第二触发信号；
当获取到对应任一无人机的第一触发信号时，停止输出对应动作轨迹及动作时序的控制指令，读取预设的遥控终端的输入信息并依据输入信息输出用于控制对应无人机的控制指令；
当获取到对应任一无人机的第二触发信号时，依据各无人机的动作轨迹及动作时序输出对应的控制指令。
通过采用上述技术方案，无人机在遇到突发状况，例如硬件故障等时，将无人机的操控模式转换为手动操控，并通过备用的遥控终端进行临时控制，例如控制无人机脱离展示***并着陆。
优选的，在所述采集各无人机的绑定ID的步骤后，
对无人机的绑定ID进行分组；
获取预设的群控信息，群控信息记录有对应各组无人机的控制指令，同一组绑定ID的无人机执行同一动作的控制指令；
依据分组情况及群控信息发送控制指令至对应的无人机。
通过采用上述技术方案，对无人机的绑定ID进行分组，以此方便对单一动作的多架无人机进行统一的操控，减少多线操控的麻烦，降低操控难度。
优选的，在所述依据各无人机的动作轨迹输出用于控制无人机按照动作轨迹及动作时序飞行的控制指令的步骤前，执行轨道自检操作，包括，
获取无人机所需的轨道宽度，依据轨道宽度及动作轨迹，判断各无人机之间是否存在轨道重合现象；
若存在轨道重合现象，则输出提示信息；
若未存在轨道重合现象，则自检合格，允许输出控制指令。
通过采用上述技术方案，无人机具有一定尺寸，在实际飞行过程中容易忽略无人机自身的体积，无人机之间容易产生擦碰，严重时会导致无人机损坏，因此在规划完动作轨迹后需要进行轨道自检，无人机的尺寸决定轨道宽度，动作轨迹与轨道宽度结合后形成航行轨道，此时检测航行轨道是否产生交叠判断无人机是否会相互擦碰，从而避免展示时出现问题。
优选的，在所述执行位置校准操作步骤中，还包括，
采集任一无人机的坐标位置，作为预设的基准坐标；
获取的其余无人机相对该无人机的预设偏移信息，预设偏移信息包括偏移方向及偏移量；
依据基准坐标及偏移信息计算其余各无人机的起始坐标；
采集其余各无人机的当前坐标；
依据其余各无人机的当前坐标及起始坐标输出用于控制各无人机到达起始坐标的控制指令。
通过采用上述技术方案，在无人机形成的展示***到达指定的上空时，需要进行各无人机的位置校准，即让无人机各自到达展示前的初始位置，做准备工作；指定其中一个无人机的坐标作为参考位置，通过预先设计好的布局调整其他无人机的位置，从而方便校准所有无人机的位置。
优选的，在所述输出用于控制无人机按照动作轨迹及动作时序飞行的控制指令后，还包括，
实时获取各无人机当前的位置坐标，生成坐标数组；
计算任意两组坐标对应的坐标点的直线距离；
判断无人机是否存在干扰隐患；
若直线距离超过预设安全值，则判断该直线距离对应的两架无人机之间无干扰隐患；
若直线距离未超过预设安全值，则判断该直线距离对应的两架无人机之间具有干扰隐患，输出安全提示。
通过采用上述技术方案，由于用于灯光展示的无人机数量较多，因此无人机之间容易因风力等影响产生撞击的安全隐患，因此通过计算各无人机之间的间距判断无人机之间是否保持在安全距离内，降低撞击的安全隐患，提升安全性。
第二方面，为了减少工作人员的工作量，降低操作难度，本申请提供一种基于多组无人机的控制***，采用如下的技术方案：
一种基于多组无人机的控制***，包括，
动作规划模块，用于采集各无人机的绑定ID，并依据绑定ID分别指定各无人机预设的动作轨迹及动作时序；
准备模块，用于获取展示位置的坐标，并依据展示位置的坐标输出用于控制各无人机到达展示位置的控制指令；
校准模块，用于执行位置校准操作；以及，
控制模块，用于依据各无人机的动作轨迹及动作时序输出用于控制无人机按照动作轨迹及动作时序飞行的控制指令。
通过采用上述技术方案，通过动作规划模块为每一无人机指定动作轨迹及动作时序；通过准备模块控制无人机到达指定位置，通过校准模块使得各无人机到达指定位置，即动作轨迹的起点，通过控制模块输出具体的控制指令，以此自动控制无人机进行相应的展示，简化无人机的操控，减少工作人员的工作量，降低操作难度。
第三方面，为了减少工作人员的工作量，降低操作难度。本申请提供一种智能终端，采用如下的技术方案：
一种智能终端，包括存储器和处理器，所属存储器上存储有能够被处理器加载并执行上述基于多组无人机的控制方法的计算机程序。
通过采用上述技术方案，通过智能终端实现指定无人机的动作轨迹、动作时序，实现展示***的准备及校准步骤，并实现自动控制无人机进行相应展示的功能，以此简化无人机的操控，减少工作人员的工作量，降低操作难度。
第四方面，为了减少工作人员的工作量，降低操作难度。本申请提供一种计算机可读存储介质，采用如下的技术方案：
一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行上述任一种基于多组无人机的控制方法的计算机程序。
通过采用上述技术方案，通过存储介质内存储的关于控制方法的计算机程序，实现指定无人机的动作轨迹、动作时序，实现展示***的准备及校准步骤，并实现自动控制无人机进行相应展示的功能，以此简化无人机的操控，减少工作人员的工作量，降低操作难度。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.根据绑定ID指定每架无人机的动作轨迹及动作时序，并在展示前，控制灯光展示***中的多架无人机到达指定的区域，进入准备状态，最后按照预先设定的动作轨迹及动作时序控制无人机进行展示，实现无人机的动作轨迹的自动控制，从而减少工作人员的工作量，降低操作难度；
2.无人机在遇到突发状况，例如硬件故障等时，将无人机的操控模式转换为手动操控，并通过备用的遥控终端进行临时控制，例如控制无人机脱离展示***并着陆；
3.在无人机形成的展示***到达指定的上空时，需要进行各无人机的位置校准，即让无人机各自到达展示前的初始位置，做准备工作；指定其中一个无人机的坐标作为参考位置，通过预先设计好的布局调整其他无人机的位置，从而方便校准所有无人机的位置。
附图说明
图1是本申请实施例的基于多组无人机的控制***的***模块图。
图2是本申请实施例的基于多组无人机的控制方法的方法流程图。
图3是本申请实施例的基于多组无人机的控制方法的部分方法流程图，主要展示无人机的控制权限的获取步骤。
图4是本申请实施例的基于多组无人机的控制方法的部分方法流程图，主要展示无人机航行轨道自检的步骤。
图5是本申请实施例的基于多组无人机的控制方法的部分方法流程图，主要展示无人机位置校准操作的步骤。
图6是本申请实施例的基于多组无人机的控制方法的部分方法流程图，主要展示干扰隐患监测的操作步骤。
附图标记说明：1、动作规划模块；2、准备模块；3、校准模块；4、控制模块。
具体实施方式
以下结合全部附图对本申请作进一步详细说明。
无人机与遥控终端之间的通信协议分pwm、ppm、sbus、xbus等几种，通过通信协议实现遥控终端与无人机的匹配，将用于控制油门、航向、滚转、俯仰等动作的控制指令发送给无人机，同时方便接收无人机的定位信息、所拍摄的图像信息等。定位信息的采集一般通过无人机自带的GPS定位仪实现。
本申请实施例公开了一种基于多组无人机的控制***。参照图1，基于多组无人机的控制***包括动作规划模块1、准备模块2、校准模块3及控制模块4，动作规划模块1、准备模块2、校准模块3及控制模块4均可采用处理器。
本申请实施例还公开了一种基于多组无人机的控制方法。参照图1、图2，基于多组无人机的控制方法，应用上述基于多组无人机的控制***，包括如下步骤：
S100、动作规划模块1采集各无人机的绑定ID。
具体的，可对每架无人机进行编号，用于识别和区分不同的无人机，方便后期的分线控制。
在控制无人机前还需要获取各无人机的控制权限，具体步骤为：
参照图2、图3，S110、地面控制台采集无人机的通信协议。
地面控制台可采用计算机与搭载多种通信协议的通信设备组成，针对于无人机的通讯模块所用的通信协议采用对应的通信方式，例如某一无人机采用PWM时，则启用PWM通信方式实现对应的控制指令的发送。
S120、依据通信协议查找无人机的连接信号。
具体的，通过启用无人机的频段匹配功能，寻找连接信号，响应无人机的信号连接请求。
S130、执行对频操作。
具体的，通过对频操作可以实现同一通信协议的无人机与地面控制台的连接。
S140、获取无人机的控制权限以操控无人机。
具体的，当完成对频后，各无人机与地面控制台完成连接，此时为得到完全控制的权限，需要进行控制权限的获取，部分无人机需要验证密码等，以实现对所有无人机的流畅控制。
S111、对无人机的绑定ID进行分组。
具体的，绑定ID方便采集无人机的发送信息以及方便控制无人机，而部分无人机采用同一动作轨迹，为减少分线控制对地面控制台的负荷，采用分组的方式，对采用同一动作轨迹的无人机进行批量控制，从而提升操控效率。同时在实际操控过程中，分组的组织架构可以产生变化，即各无人机并非始终在同一组内，依照其动作轨迹进行相应改变。
S112、获取预设的群控信息。
具体的，群控信息记录有对应各组无人机的控制指令，即同一控制指令发送给组内所有的无人机。
S113、依据分组情况及群控信息发送控制指令至对应的无人机。
具体的，同一组绑定ID的无人机执行同一动作的控制指令。且无人机上可安装Lora模块等，在地面控制台与某一无人机断开连接导致控制指令不能及时送达时，处于同一组内的其他无人机可通过Lora模块将控制指令发送给该无人机，从而避免出现展示事故。
S200、动作规划模块1依据绑定ID分别指定各无人机的动作轨迹及动作时序。
具体的，动作轨迹及动作时序由工作人员提前设计与规划，可通过三维动画软件进行模拟，选择富有美感的动作轨迹，并通过调整动作轨迹或动作时序，避免各无人机之间产生擦碰等问题，提升展示***的合理性。
且为避免各无人机相互之间产生干扰，需要规划无人机的航行轨道，执行轨道自检操作，参照图4，具体步骤为：
S210、先获取无人机所需的轨道宽度。
具体的，在实际飞行过程中容易忽略无人机自身的体积，导致无人机之间容易产生擦碰，因此轨道宽度需要大于无人机的最大长度，并预留部分供无人机活动的空间。
S220、依据轨道宽度及动作轨迹，判断各无人机之间是否存在轨道重合现象。
具体的，无人机的动作轨迹及轨道宽度指定后，其航行轨道已定型，可以通过三维动画软件进行模拟，查看无人机的航行轨道上是否存在重合部分。若存在轨道重合现象，则输出提示信息，提示工作人员进行修改调整，修复问题。若未存在轨道重合现象，则表示自检合格，允许输出控制指令，在后续的无人机展示过程中地面控制台可以继续输出用于控制无人机按照航行轨道航行的控制指令。
参照图1、图2，S300、准备模块2获取展示位置的坐标。
具体的，展示位置即多架无人机组成的展示***进行灯光展示的位置，灯光展示的位置的坐标可以采用范围的形式表示，区间范围可以是球形轮廓的形式也可以是方形或圆柱形轮廓的形式。当所有的无人机均进入展示位置的坐标区间范围内时，表示所有无人机均到达展示位置。
S400、准备模块2依据展示位置的坐标输出用于控制各无人机到达展示位置的控制指令。
具体的，通过展示位置可以确定无人机起点至展示位置的矢量方向与飞行距离，此时根据矢量方向与飞行距离即可确定控制指令，即控制无人机的多旋翼。
S500、校准模块3执行位置校准操作，参照图5，具体的步骤为：
S510、采集任一无人机的坐标位置，作为预设的基准坐标。
具体的，该无人机可指定为主机，当在步骤400前就指定主机时，需要主机到达确定的展示位置，此时展示位置可精确至某一坐标，从而保证整个展示***的定位精度。该无人机的坐标位置即基准坐标，用于搭建展示***的参考系，方便确定其他无人机的位置。
S520、获取其余无人机相对该无人机的预设偏移信息，预设偏移信息包括偏移方向及偏移量。
具体的，预设偏移信息用于表示在规划时其余无人机相对该无人机的位置，从而方便在展示位置重现规划时的无人机布局，使得每架无人机都到达指定位置。
S530、依据基准坐标与预设偏移信息计算其余各无人机的起始坐标；
具体的，起始坐标即无人机在展示前需要到达的动作轨迹的起点，其以基准坐标为参考，以预设偏移信息为导向确定。
S540、采集其余各无人机的当前坐标，依据其余各无人机的当前坐标及起始坐标输出用于控制各无人机到达起始坐标的控制指令。
具体的，以当前坐标为起点，以计算得到的起始坐标为终点计算航行的矢量方向及位移量，再确定多旋翼的调节方式，从而确定控制指令。
参照图1、图2，S600、控制模块4依据各无人机的动作轨迹及动作时序输出用于控制无人机按照动作轨迹及动作时序飞行的控制指令。
具体的，无人机的动作轨迹对应每一条控制指令，动作时序表示执行每一条控制指令的时间节点。控制指令可采用地面控制台实时发送给无人机的方式，也可采用预存于无人机的存储器上并由无人机自带的处理器进行读取和执行的方式。每架无人机都按照既定的控制指令在预定的航行轨道上进行航行，实现各无人机的自动航行，从而提升展示画面的流畅度。
由于，展示***所包含的无人机数量较多，因此无人机之间容易因风力等影响产生撞击的安全隐患。参照图6，因此设计以下步骤：
S610、实时获取各无人机当前的位置坐标，生成坐标数组。
具体的，坐标数组与无人机的绑定ID对应。
S620、计算任意两组坐标对应的坐标点的直线距离。
具体的，坐标数组对应的坐标点的直线距离，即任意两架无人机之间的最短距离。
S630、判断无人机是否存在干扰隐患；
若直线距离超过预设安全值，则判断该直线距离对应的两架无人机之间无干扰隐患；
若直线距离未超过预设安全值，则判断该直线距离对应的两架无人机之间具有干扰隐患，输出安全提示。
具体的，预设安全值可以设定为轨道宽度的等值，或者设定为超过轨道宽度的值，以此避免无人机在航行过程中偏离预定的航行轨道而擦碰到其他无人机，进而提升展示***的稳定性。
若无人机出现擦碰或者自身故障等现象时，可切换无人机的操控模式，具体步骤为：
地面控制台先获取对应手动控制的第一触发信号或对应自动控制的第二触发信号；
当获取到对应任一无人机的第一触发信号时，停止输出对应动作轨迹及动作时序的控制指令，读取预设的遥控终端的输入信息并依据输入信息输出用于控制对应无人机的控制指令；
当获取到对应任一无人机的第二触发信号时，依据各无人机的动作轨迹及动作时序输出对应的控制指令。
具体的，第一触发信号与第二触发信号由工作人员人工输入，即工作人员在观察到无人机出现故障时采用点击按钮等方式进行触发。第一触发信号与第二触发信号也可采用无人机自行触发的方式，例如无人机在故障自检时检查到失电、信号报错等异常情况时向地面控制台发送第一触发信号，表示请求地面控制台进行手动控制，同时停止执行沿当前轨道航行的任务，由工作人员控制该无人机脱离展示***并进行着陆等应急操作。
本实施例还提供一种智能终端，包括存储器和处理器，处理器可采用CPU或MPU等中央处理部件或以CPU或MPU为核心所构建的主机***，存储器可采用RAM、ROM、EPROM、EEPROM、FLASH、磁盘、光盘等存储设备。所属存储器上存储有能够被处理器加载并执行上述基于多组无人机的控制方法的计算机程序。
本实施例还提供一种计算机可读存储介质，可采用U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。该计算机可读存储介质内存储有能够被处理器加载并执行上述基于多组无人机的控制方法的计算机程序。
本申请实施例一种基于多组无人机的控制方法的实施原理为：先获取各无人机的绑定ID，方便接收坐标等信息及发送控制指令。再根据绑定ID指定每架无人机的动作轨迹及动作时序，并进行轨道自检，检查是否存在漏洞。在展示前，控制灯光展示***中的多架无人机到达指定的区域，进入准备状态，将各无人机校准至初始坐标，最后按照预先设定的动作轨迹及动作时序控制无人机进行展示，实现无人机的动作轨迹的自动控制，从而减少工作人员的工作量，降低操作难度。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于多组无人机的控制方法，其特征在于：包括，
采集各无人机的绑定ID；
依据绑定ID分别指定各无人机的动作轨迹及动作时序；
获取展示位置的坐标；
依据展示位置的坐标输出用于控制各无人机到达展示位置的控制指令；
执行位置校准操作；
依据各无人机的动作轨迹及动作时序输出用于控制无人机按照动作轨迹及动作时序飞行的控制指令。
2.根据权利要求1所述的基于多组无人机的控制方法，其特征在于：在所述依据各无人机的动作轨迹输出用于控制无人机按照动作轨迹及动作时序飞行的控制指令的步骤前获取各无人机的控制权限，包括，
采集无人机的通信协议；
依据通信协议查找无人机的连接信号；
执行对频操作；
获取无人机的控制权限以操控无人机。
3.根据权利要求1所述的基于多组无人机的控制方法，其特征在于：在所述采集各无人机的绑定ID的步骤后，
获取对应手动控制的第一触发信号或对应自动控制的第二触发信号；
当获取到对应任一无人机的第一触发信号时，停止输出对应动作轨迹及动作时序的控制指令，读取预设的遥控终端的输入信息并依据输入信息输出用于控制对应无人机的控制指令；
当获取到对应任一无人机的第二触发信号时，依据各无人机的动作轨迹及动作时序输出对应的控制指令。
4.根据权利要求1所述的基于多组无人机的控制方法，其特征在于：在所述采集各无人机的绑定ID的步骤后，
对无人机的绑定ID进行分组；
获取预设的群控信息，群控信息记录有对应各组无人机的控制指令，同一组绑定ID的无人机执行同一动作的控制指令；
依据分组情况及群控信息发送控制指令至对应的无人机。
5.根据权利要求1所述的基于多组无人机的控制方法，其特征在于：在所述依据各无人机的动作轨迹输出用于控制无人机按照动作轨迹及动作时序飞行的控制指令的步骤前，执行轨道自检操作，包括，
获取无人机所需的轨道宽度，依据轨道宽度及动作轨迹，判断各无人机之间是否存在轨道重合现象；
若存在轨道重合现象，则输出提示信息；
若未存在轨道重合现象，则自检合格，允许输出控制指令。
6.根据权利要求1所述的基于多组无人机的控制方法，其特征在于：在所述执行位置校准操作步骤中，还包括，
采集任一无人机的坐标位置，作为预设的基准坐标；
获取的其余无人机相对该无人机的预设偏移信息，预设偏移信息包括偏移方向及偏移量；
依据基准坐标及偏移信息计算其余各无人机的起始坐标；
采集其余各无人机的当前坐标；
依据其余各无人机的当前坐标及起始坐标输出用于控制各无人机到达起始坐标的控制指令。
7.根据权利要求1所述的基于多组无人机的控制方法，其特征在于：在所述输出用于控制无人机按照动作轨迹及动作时序飞行的控制指令后，还包括，
实时获取各无人机当前的位置坐标，生成坐标数组；
计算任意两组坐标对应的坐标点的直线距离；
判断无人机是否存在干扰隐患；
若直线距离超过预设安全值，则判断该直线距离对应的两架无人机之间无干扰隐患；
若直线距离未超过预设安全值，则判断该直线距离对应的两架无人机之间具有干扰隐患，输出安全提示。
8.一种基于多组无人机的控制***，其特征在于，包括，
动作规划模块（1），用于采集各无人机的绑定ID，并依据绑定ID分别指定各无人机预设的动作轨迹及动作时序；
准备模块（2），用于获取展示位置的坐标，并依据展示位置的坐标输出用于控制各无人机到达展示位置的控制指令；
校准模块（3），用于执行位置校准操作；以及，
控制模块（4），用于依据各无人机的动作轨迹及动作时序输出用于控制无人机按照动作轨迹及动作时序飞行的控制指令。
9.一种智能终端，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至7中任一项所述的基于多组无人机的控制方法的计算机程序。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至7中任一项所述的基于多组无人机的控制方法的计算机程序。
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| CN202110490426.XA Pending CN113296530A (zh) | 2021-05-06 | 2021-05-06 | 基于多组无人机的控制方法、***、终端及介质 |
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