一种无人机集群重构方法、系统、存储介质和电子设备与流程

1.本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机集群重构方法、系统、存储介质和电子设备。


背景技术：

2.近年来，随着无人机技术的日渐成熟，无人机集群的应用越来越广泛。例如，在一些大型的活动中，常常需要多个无人机组成一个无人机集群来进行表演，例如通过无人机集群进行协同作业，目前往往在无人机集群中的每个无人机上均安装定位装置如北斗定位器或gps定位器等，以便于通过每个无人机的定位装置所采集的定位信息，来完成无人机集群的队形重构，但在无人机集群中的每个无人机上均安装定位装置，则会造成成本高的问题。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供了一种无人机集群重构方法、系统、存储介质和电子设备。
4.本发明的一种无人机集群重构方法的技术方案如下：
5.根据无人机集群的待重构队形和待重构位置得到多个停止位置；
6.根据所述无人机集群中每个无人机与布设的每个识别图案之间的距离，以及，每个识别图案的位置，确定每个无人机的当前位置，其中，识别图案的总数量至少为3个；
7.根据每个停止位置和每个无人机的当前位置，确定每个无人机对应的停止位置；
8.控制每个无人机飞至对应的停止位置。
9.本发明的一种无人机集群重构方法的有益效果如下：
10.根据无人机集群中每个无人机与布设的每个识别图案之间的距离，以及，每个识别图案的位置，能够确定每个无人机的当前位置，并根据每个停止位置和每个无人机的当前位置，确定每个无人机对应的停止位置，最终控制每个无人机飞至对应的停止位置，实现无人机集群的队形重构，且不需要在任何一个无人机上安装定位装置，极大降低了成本。
11.在上述方案的基础上，本发明的一种无人机集群重构方法还可以做如下改进。
12.进一步，还包括：
13.根据每个无人机的停止位置对所有无人机进行聚类，得到多个分组；
14.将任一分组中的所有无人机的操作指令进行去重，得到至少一个目标操作指令，并建立每个目标操作指令与所述任一分组中的无人机的对应关系，并将所述任一分组对应的目标操作指令发送至所述任一分组中的任一无人机，以使所述任一分组中任一无人机根据所述任一分组对应的所有目标操作指令和对应关系，将每个目标操作指令相应发送至所述任一分组中每个无人机，以使每个无人机执行接收到的目标操作指令。
15.采用上述进一步方案的有益效果是：能够降低发送操作指令的数量。
16.进一步，还包括：接收多个不同频率的电磁波信号，其中，当任一无人机接收到目
标操作指令时，发送对应频率的电磁波信号，每个无人机发送的电磁波信号的频率不同；
17.根据接收到的每个电磁波信号的频率确定是否存在未接收到目标操作指令的待发送无人机。
18.采用上述进一步方案的有益效果是：目前，无人机在接收到目标操作指令后，往往将带有该无人机的型号、设备识别号等信息调制到电磁波信号中返回至服务器，服务器需要对电磁波信号进行解调等操作才能确定该无人机确定收到目标操作指令，本技术中，根据接收到的每个电磁波信号的频率就能够确定是否存在未接收到目标操作指令的待发送无人机，避免了“对电磁波信号进行解调并获取无人机的型号、设备识别号等信息”的过程，效率更高，且能节约服务器的计算处理资源。
19.进一步，还包括：
20.控制每个无人机进行自检，得到每个无人机的自检结果；
21.当判定任一无人机的自检结果为异常时，控制该无人机降落，并控制替补无人机飞至该无人机的当前位置，以替代所述任一无人机。
22.采用上述进一步方案的有益效果是：能够及时发现异常的无人机，并进行替换，保证能够完成无人机集群的队形重构。
23.本发明的一种无人机集群重构系统的技术方案如下：
24.包括获取模块、第一确定模块、第二确定模块和控制模块；
25.所述获取模块用于根据无人机集群的待重构队形和待重构位置得到多个停止位置；
26.所述第一确定模块用于：根据所述无人机集群中每个无人机与布设的每个识别图案之间的距离，以及，每个识别图案的位置，确定每个无人机的当前位置，其中，识别图案的总数量至少为3个；
27.所述第二确定模块用于：根据每个停止位置和每个无人机的当前位置，确定每个无人机对应的停止位置；
28.所述控制模块用于：控制每个无人机飞至对应的停止位置。
29.本发明的一种无人机集群重构系统的有益效果如下：
30.根据无人机集群中每个无人机与布设的每个识别图案之间的距离，以及，每个识别图案的位置，能够确定每个无人机的当前位置，并根据每个停止位置和每个无人机的当前位置，确定每个无人机对应的停止位置，最终控制每个无人机飞至对应的停止位置，实现无人机集群的队形重构，且不需要在任何一个无人机上安装定位装置，极大降低了成本。
31.在上述方案的基础上，本发明的一种无人机集群重构系统还可以做如下改进。
32.进一步，还包括指令发送模块，所述指令发送模块用于：
33.根据每个无人机的停止位置对所有无人机进行聚类，得到多个分组；
34.将任一分组中的所有无人机的操作指令进行去重，得到至少一个目标操作指令，并建立每个目标操作指令与所述任一分组中的无人机的对应关系，并将所述任一分组对应的目标操作指令发送至所述任一分组中的任一无人机，以使所述任一分组中任一无人机根据所述任一分组对应的所有目标操作指令和对应关系，将每个目标操作指令相应发送至所述任一分组中每个无人机，以使每个无人机执行接收到的目标操作指令。
35.采用上述进一步方案的有益效果是：能够降低发送操作指令的数量。
36.进一步，还包括指令确认模块，所述指令确认模块用于：
37.接收多个不同频率的电磁波信号，其中，当任一无人机接收到目标操作指令时，发送对应频率的电磁波信号，每个无人机发送的电磁波信号的频率不同；
38.根据接收到的所有电磁波信号的频率确定是否存在未接收到目标操作指令的待发送无人机。
39.采用上述进一步方案的有益效果是：目前，无人机在接收到目标操作指令后，往往将带有该无人机的型号、设备识别号等信息调制到电磁波信号中返回至服务器，服务器需要对电磁波信号进行解调等操作才能确定该无人机确定收到目标操作指令，本技术中，根据接收到的每个电磁波信号的频率就能够确定是否存在未接收到目标操作指令的待发送无人机，避免了“对电磁波信号进行解调并获取无人机的型号、设备识别号等信息”的过程，效率更高，且能节约服务器的计算处理资源。
40.进一步，还包括控制自检模块，所述控制自检模块用于：
41.控制每个无人机进行自检，得到每个无人机的自检结果；
42.当判定任一无人机的自检结果为异常时，控制该无人机降落，并控制替补无人机飞至该无人机的当前位置，以替代所述任一无人机。
43.采用上述进一步方案的有益效果是：能够及时发现异常的无人机，并进行替换，保证能够完成无人机集群的队形重构。
44.本发明的一种存储介质，所述存储介质中存储有指令，当计算机读取所述指令时，使所述计算机执行如上述任一项所述的一种无人机集群重构方法。
45.本发明的一种电子设备，包括处理器和上述的存储介质，所述处理器执行所述存储介质中的指令。
附图说明
46.图1为本发明实施例的一种无人机集群重构方法的流程示意图；
47.图2为本发明实施例的一种无人机集群重构系统的结构示意图；
具体实施方式
48.如图1所示，本发明实施例的一种无人机集群重构方法，包括如下步骤：
49.s1、根据无人机集群的待重构队形和待重构位置得到多个停止位置，具体地：
50.s2、根据所述无人机集群中每个无人机与布设的每个识别图案之间的距离，以及，每个识别图案的位置，确定每个无人机的当前位置，其中，识别图案的总数量至少为3个；
51.例如：由10个无人机组成的无人机集群，待重构队形为正十边形，待重构位置可为距离任一人为定义的参照面1千米的平行平面上，且正十边形的边长为200米，且人为定义正十边形的中心点的位置，则由此可得到正十边形的10个角的位置，每个停止位置可由三维坐标如直角坐标、球坐标进行表示；
52.其中，可人为定义地面上任一标记，建立该标记与人为定义正十边形的中心点的位置之间的第一相对位置关系，并建立该标记与s2中的任一识别图案之间的第二相对位置，根据第一相对位置关系和第二相对位置，建立任一识别图案与人为定义正十边形的中心点的位置之间第三位置关系，那么：
53.根据所述无人机集群中每个无人机与布设的每个识别图案之间的距离，以及，每个识别图案的位置，确定每个无人机的当前位置，也就是说，确定出来的每个无人机的当前位置是相对于识别图案的位置而言的，即确定出来的每个无人机的当前位置与识别图案之间存在第四位置关系，那么：
54.根据第三位置关系和第四位置关系能够建立每个无人机的当前位置与每个停止位置之间的相对位置关系，也就是说，待重构位置的多个停止位置和每个无人机的当前位置可以表示在同一坐标系中，此时，只需要根据每个无人机的当前位置所映射在同一坐标系中的坐标，以及与每个停止位置所映射在同一坐标系中的坐标，就能够进行进行“确定每个无人机对应的停止位置”的操作，因此不需要在任一无人机上安装gps，就能够实现无人机集群的队形重构；
55.其中，人为定义地面上任一标记可选用任一识别图案，这样能够之间建立该识别图案与人为定义正十边形的中心点的位置之间的相对位置关系，相当于直接得到上述的第二相对位置，极大降低计算量。
56.其中，s2中，例如，当有三个识别图案时，可采用三点定位法确定每个无人机的当前位置，当有四个识别图案时，可采用四点定位法确定每个无人机的当前位置。
57.s3、根据每个停止位置和每个无人机的当前位置，确定每个无人机对应的停止位置，其中，可通过匈牙利算法确定每个无人机对应的停止位置，或者，所有无人机按照序列依次选取最近的停止位置，以确定每个无人机对应的停止位置。
58.s4、控制每个无人机飞至对应的停止位置，获取每个无人机与相应的停止位置之间的飞行路线，控制每个无人机按照飞行路线进行飞行，以使每个无人机飞至相应的停止位置。
59.根据无人机集群中每个无人机与布设的每个识别图案之间的距离，以及，每个识别图案的位置，能够确定每个无人机的当前位置，并根据每个停止位置和每个无人机的当前位置，确定每个无人机对应的停止位置，最终控制每个无人机飞至对应的停止位置，实现无人机集群的队形重构，且不需要在任何一个无人机上安装定位装置，极大降低了成本。
60.较优地，在上述技术方案中，还包括：
61.s5、根据每个无人机的停止位置对所有无人机进行聚类，得到多个分组；
62.s6、将任一分组中的所有无人机的操作指令进行去重，得到至少一个目标操作指令，并建立每个目标操作指令与所述任一分组中的无人机的对应关系，并将所述任一分组对应的目标操作指令发送至所述任一分组中的任一无人机，以使所述任一分组中任一无人机根据所述任一分组对应的所有目标操作指令和对应关系，将每个目标操作指令相应发送至所述任一分组中每个无人机，以使每个无人机执行接收到的目标操作指令；
63.例如，将20个无人机进行聚类后，得到4个分组，每个分组包括5个无人机，以第一个分组为例进行说明，具体地：
64.s60、将第一个分组中的所有无人机的操作指令进行去重，具体地，第一个分组包括第一无人机、第二无人机、第三无人机、第四无人机和第五无人机，若向第一个分组中的每个无人机发送操作指令均为“控制无人机上升5米”的操作指令，那么，去重后，只需保留一个“控制无人机上升5米”的操作指令即目标操作指令；
65.s61、建立每个目标操作指令与第一个分组中的无人机的对应关系，根据上述内容
可知，该目标操作指令需要发送至第一个分组中的每个无人机，即该目标操作指令与第一个分组中的无人机的对应关系为：该目标操作指令与第一个分组中的每个无人机均对应；
66.s62、发送该目标操作指令，具体地：将该目标操作指令发送至第一个分组中的任一无人机，例如发送至第一无人机，然后由第一无人机将该目标操作指令分别发送至第一个分组中的每个无人机，以使第一个分组中的每个无人机均接收并执行接收到的目标操作指令。
67.当第一个分组对应多个目标操作指令时，参考s60～s62，且其它分组也参考s60～s62进行目标操作指令的分发，这样能够降低服务器发送操作指令的数量，节约务器的计算处理资源。
68.较优地，在上述技术方案中，还包括：
69.s7、接收多个不同频率的电磁波信号，其中，当任一无人机接收到目标操作指令时，发送对应频率的电磁波信号，每个无人机发送的电磁波信号的频率不同；
70.s8、根据接收到的每个电磁波信号的频率确定是否存在未接收到目标操作指令的待发送无人机。
71.目前，无人机在接收到目标操作指令后，往往将带有该无人机的型号、设备识别号等信息调制到电磁波信号中返回至服务器，服务器需要对电磁波信号进行解调等操作才能确定该无人机确定收到目标操作指令，本技术中，根据接收到的每个电磁波信号的频率就能够确定是否存在未接收到目标操作指令的待发送无人机，具体地：
72.例如，当第一无人机接收到目标操作指令时，向服务器返回第一无人机对应频率的电磁波信号，当服务器接收到该电磁波信号时，得到该电磁波信号的频率，则判定第一无人机已经接收到目标操作指令，若服务器没有接收到第一无人机发送的对应频率的电磁波信号，则判定第一无人机没有收到目标操作指令，此时，服务器向第一无人机发送目标操作指令；
73.避免了“对电磁波信号进行解调并获取无人机的型号、设备识别号等信息”的过程，效率更高，且能节约服务器的计算处理资源。
74.可以理解的是，服务器可设置向无人机发送目标操作指令的时间提前量，以保证每个无人机均能正常接收并执行接收到的目标操作指令。
75.较优地，在上述技术方案中，还包括：
76.s9、控制每个无人机进行自检，得到每个无人机的自检结果，包括对无人机的摄像头、机翼、通信接口和电量等进行自检；
77.s10、当判定任一无人机的自检结果为异常时，例如，机翼旋转异常、电量过低等，均可将自检结果判定为异常，控制该无人机降落，并控制替补无人机飞至该无人机的当前位置，以替代所述任一无人机。
78.上述s9～s10在s1～s8中的任一步骤之前或之后执行，能够及时发现异常的无人机，并进行替换，保证能够完成无人机集群的队形重构。
79.在上述各实施例中，虽然对步骤进行了编号s1、s2等，但只是本技术给出的具体实施例，本领域的技术人员可根据实际情况调整s1、s2等的执行顺序，此也在本发明的保护范围内，可以理解，在一些实施例中，可以包含如上述各实施方式中的部分或全部。
80.如图2所示，本发明实施例的一种无人机集群重构系统200，包括获取模块210、第
一确定模块220、第二确定模块230和控制模块240；
81.所述获取模块210用于根据无人机集群的待重构队形和待重构位置得到多个停止位置；
82.所述第一确定模块220用于：根据所述无人机集群中每个无人机与布设的每个识别图案之间的距离，以及，每个识别图案的位置，确定每个无人机的当前位置，其中，识别图案的总数量至少为3个；
83.所述第二确定模块230用于：根据每个停止位置和每个无人机的当前位置，确定每个无人机对应的停止位置；
84.所述控制模块240用于：控制每个无人机飞至对应的停止位置。
85.根据无人机集群中每个无人机与布设的每个识别图案之间的距离，以及，每个识别图案的位置，能够确定每个无人机的当前位置，并根据每个停止位置和每个无人机的当前位置，确定每个无人机对应的停止位置，最终控制每个无人机飞至对应的停止位置，实现无人机集群的队形重构，且不需要在任何一个无人机上安装定位装置，极大降低了成本。
86.较优地，在上述技术方案中，还包括指令发送模块，所述指令发送模块用于：
87.根据每个无人机的停止位置对所有无人机进行聚类，得到多个分组；
88.将任一分组中的所有无人机的操作指令进行去重，得到至少一个目标操作指令，并建立每个目标操作指令与所述任一分组中的无人机的对应关系，并将所述任一分组对应的目标操作指令发送至所述任一分组中的任一无人机，以使所述任一分组中任一无人机根据所述任一分组对应的所有目标操作指令和对应关系，将每个目标操作指令相应发送至所述任一分组中每个无人机，以使每个无人机执行接收到的目标操作指令。
89.较优地，在上述技术方案中，还包括指令确认模块，所述指令确认模块用于：
90.接收多个不同频率的电磁波信号，其中，当任一无人机接收到目标操作指令时，发送对应频率的电磁波信号，每个无人机发送的电磁波信号的频率不同；
91.根据接收到的所有电磁波信号的频率确定是否存在未接收到目标操作指令的待发送无人机。
92.目前，无人机在接收到目标操作指令后，往往将带有该无人机的型号、设备识别号等信息调制到电磁波信号中返回至服务器，服务器需要对电磁波信号进行解调等操作才能确定该无人机确定收到目标操作指令，本技术中，根据接收到的每个电磁波信号的频率就能够确定是否存在未接收到目标操作指令的待发送无人机，避免了“对电磁波信号进行解调并获取无人机的型号、设备识别号等信息”的过程，效率更高，且能节约服务器的计算处理资源。
93.较优地，在上述技术方案中，还包括控制自检模块，所述控制自检模块用于：
94.控制每个无人机进行自检，得到每个无人机的自检结果；
95.当判定任一无人机的自检结果为异常时，控制该无人机降落，并控制替补无人机飞至该无人机的当前位置，以替代所述任一无人机。
96.能够及时发现异常的无人机，并进行替换，保证能够完成无人机集群的队形重构。
97.上述关于本发明的一种无人机集群重构系统200中的各参数和各个单元模块实现相应功能的步骤，可参考上文中关于一种无人机集群重构方法的实施例中的各参数和步骤，在此不做赘述。
98.本发明实施例的一种存储介质，所述存储介质中存储有指令，当计算机读取所述指令时，使所述计算机执行上述任一项所述的一种无人机集群重构方法。
99.本发明实施例的一种电子设备，包括处理器和上述的存储介质，所述处理器执行所述存储介质中的指令。其中，电子设备可以选用电脑、手机等。
100.所属技术领域的技术人员知道，本发明可以实现为系统、方法或计算机程序产品。
101.因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：可以是完全的硬件、也可以是完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，还可以是硬件和软件结合的形式，本文一般称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，在一些实施例中，本发明还可以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质中包含计算机可读的程序代码。
102.可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是一一但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram),只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd
‑
rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
103.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。