一种多无人机协同目标检测与跟踪装置和方法

    公开(公告)号:CN116880569A

    公开(公告)日:2023-10-13

    申请号:CN202311091199.9

    申请日:2023-08-28

    Abstract: 本发明涉及一种多无人机协同目标检测与跟踪装置和方法,属于无人机技术领域,解决现有方法未考虑在协同目标检测与跟踪过程中编队避免碰撞等问题。该装置包括自位姿估计模块通过EKF根据当前时刻和先前时刻的当前无人机位姿预测后续时刻的当前无人机位姿;协同检测与跟踪模块通过融合当前无人机和其他无人机的目标检测测量值获取后续时刻的跟踪目标位姿并基于后续时刻的当前无人机位姿校正当前无人机偏差;基于MPC的编队控制模块根据跟踪目标位姿、其它无人机位姿障碍物位置和其他无人机轨迹生成当前无人机的路径点指令;控制模块调整当前无人机的位置和偏航角以生成当前时刻的当前无人机位姿。融合多架无人机的目标定位提高定位精度和跟踪效果。

    多无人机协同的分布式空间搜索及轨迹规划方法及装置

    公开(公告)号:CN115755975B

    公开(公告)日:2025-05-09

    申请号:CN202211484129.5

    申请日:2022-11-24

    Abstract: 本发明涉及一种多无人机协同的分布式空间搜索及轨迹规划方法及装置,方法包括:根据多个无人机输出的各自所处位置的场景深度图,进行地图共享,生成共享概率占据地图;根据共享概率占据地图中的地图信息,进行边界搜索得到边界集合和与边界集合对应的边界最佳视点集合;根据边界最佳观测点集合中观测点的数量和无人机的数量,以及无人机当前位置到观测点的代价进行运筹优化分配,为每个无人机分配到下一个目标点;根据各无人机分配的目标点进行轨迹规划,得到考虑避障和避免无人机之间碰撞的连续性期望轨迹,输出到各无人机的飞行控制器中进行飞行控制。本发明提高了无人机系统对环境一致性的感知能力,有效避免了机间无效感知的干扰。

    无人机非线性仿真控制器、仿真无人机及仿真系统

    公开(公告)号:CN115903544B

    公开(公告)日:2025-05-06

    申请号:CN202211484137.X

    申请日:2022-11-24

    Abstract: 本发明涉及一种无人机非线性仿真控制器、仿真无人机及仿真系统;其中,仿真控制器包括:轨迹解算器将输入的无人机期望轨迹仿真数据转化为当前时刻的系统期望状态量;位置环控制器进行位置环控制输出位速控制总误差;非线性角度转换器对位速控制总误差进行空间角度转换得到空间期望旋转矩阵;非线性姿态映射器将当前的空间期望旋转矩阵和测量旋转矩阵进行非线性姿态映射输出姿态控制误差;混合控制器根据姿态控制误差和位速控制总误差,进行电机转速控制输出电机转速到仿真电机模拟无人机的受力情况。本发明为无人机自主控制领域提供了实现高机动飞行轨迹的底层仿真的非线性仿真控制器、仿真无人机及仿真系统以方便对无人机上层规划的研究。

    对无人机复杂空间快速遍历搜索控制的仿真验证系统

    公开(公告)号:CN115903543B

    公开(公告)日:2025-05-06

    申请号:CN202211479541.8

    申请日:2022-11-24

    Abstract: 本发明涉及一种对无人机复杂空间快速遍历搜索控制的仿真验证系统,包括空间搜索模块、轨迹规划模块和仿真无人机;空间搜索模块接收动态场景深度图进行空间搜索;在空间搜索中基于动态场景深度图更新概率占据地图,找出边界集合以及边界集合中每条边界对应的最佳观测点位置,并从多个最佳观测点位置中选出一个作为仿真无人机的下一个目标点的位置;所述轨迹规划模块用于根据搜索的目标点进行轨迹规划生成连续性期望轨迹输出到仿真无人机;仿真无人机用于根据连续性期望轨迹进行仿真飞行,对飞行过程中运行的平稳和安全性进行验证。本发明提供了一个可以实现环境感知、算法验证、机动飞行控制的完整仿真平台。

    结合遍历搜索的无人机轨迹规划方法及装置

    公开(公告)号:CN115857545A

    公开(公告)日:2023-03-28

    申请号:CN202211479536.7

    申请日:2022-11-24

    Abstract: 本发明涉及一种结合遍历搜索的无人机轨迹规划方法及装置;其中方法包括:将无人机逐帧输出的动态场景深度图转换为动态的三维障碍空间点云;建立由动态数组构成的概率占据地图,并根据逐帧获取的三维障碍空间点云对概率占据地图中各单位元素的当前状态进行更新;搜索概率占据地图中各元素当前状态找出用于区分地图未知和已知区域的边界集合;确定出对边界集合中每一条边界进行观测时,观测效率最大化的观测点位置;对各条边界的观测点位置进行全局代价排序,选出一个观测点位置作为无人机路径规划的下一个目标点;根据所述目标点进行路径规划生成连续性期望轨迹输出到无人机。本发明实现无人机在室内复杂环境下的空间搜索和飞行轨迹规划。

    无人机非线性仿真控制器、仿真无人机及仿真系统

    公开(公告)号:CN115903544A

    公开(公告)日:2023-04-04

    申请号:CN202211484137.X

    申请日:2022-11-24

    Abstract: 本发明涉及一种无人机非线性仿真控制器、仿真无人机及仿真系统;其中,仿真控制器包括:轨迹解算器将输入的无人机期望轨迹仿真数据转化为当前时刻的系统期望状态量;位置环控制器进行位置环控制输出位速控制总误差;非线性角度转换器对位速控制总误差进行空间角度转换得到空间期望旋转矩阵;非线性姿态映射器将当前的空间期望旋转矩阵和测量旋转矩阵进行非线性姿态映射输出姿态控制误差;混合控制器根据姿态控制误差和位速控制总误差,进行电机转速控制输出电机转速到仿真电机模拟无人机的受力情况。本发明为无人机自主控制领域提供了实现高机动飞行轨迹的底层仿真的非线性仿真控制器、仿真无人机及仿真系统以方便对无人机上层规划的研究。

    对无人机复杂空间快速遍历搜索控制的仿真验证系统

    公开(公告)号:CN115903543A

    公开(公告)日:2023-04-04

    申请号:CN202211479541.8

    申请日:2022-11-24

    Abstract: 本发明涉及一种对无人机复杂空间快速遍历搜索控制的仿真验证系统,包括空间搜索模块、轨迹规划模块和仿真无人机;空间搜索模块接收动态场景深度图进行空间搜索;在空间搜索中基于动态场景深度图更新概率占据地图,找出边界集合以及边界集合中每条边界对应的最佳观测点位置,并从多个最佳观测点位置中选出一个作为仿真无人机的下一个目标点的位置;所述轨迹规划模块用于根据搜索的目标点进行轨迹规划生成连续性期望轨迹输出到仿真无人机;仿真无人机用于根据连续性期望轨迹进行仿真飞行,对飞行过程中运行的平稳和安全性进行验证。本发明提供了一个可以实现环境感知、算法验证、机动飞行控制的完整仿真平台。

    多无人机协同的分布式空间搜索及轨迹规划方法及装置

    公开(公告)号:CN115755975A

    公开(公告)日:2023-03-07

    申请号:CN202211484129.5

    申请日:2022-11-24

    Abstract: 本发明涉及一种多无人机协同的分布式空间搜索及轨迹规划方法及装置,方法包括:根据多个无人机输出的各自所处位置的场景深度图,进行地图共享,生成共享概率占据地图;根据共享概率占据地图中的地图信息,进行边界搜索得到边界集合和与边界集合对应的边界最佳视点集合;根据边界最佳观测点集合中观测点的数量和无人机的数量,以及无人机当前位置到观测点的代价进行运筹优化分配,为每个无人机分配到下一个目标点;根据各无人机分配的目标点进行轨迹规划,得到考虑避障和避免无人机之间碰撞的连续性期望轨迹,输出到各无人机的飞行控制器中进行飞行控制。本发明提高了无人机系统对环境一致性的感知能力,有效避免了机间无效感知的干扰。

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