一种多无人机的虚实结合仿真方法、装置及系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115951598A(43)申请公布日2023.04.11(21)申请号202310068031.X(22)申请日2023.01.16(71)申请人中国人民解放军国防科技大学地址410003湖南省长沙市开福区德雅路109号(72)发明人龚建兴黄健刘权毛子泉高家隆胡海(74)专利代理机构北京风雅颂专利代理有限公司11403专利代理师曾志鹏(51)Int.Cl.G05B17/02(2006.01)权利要求书2页说明书12页附图5页(54)发明名称一种多无人机的虚实结合仿真方法、装置及系统(57)摘要本发明提供一种多无人机的虚实结合仿真方法、装置及系统，方法包括：基于实物场景特征搭建虚拟场景；确定无人机集群中实物无人机的数量与虚拟无人机的数量；基于虚拟场景、实物无人机与虚拟无人机数量至少确定无人机集群在虚拟场景中的编队及各无人机的飞行航道；构建实物无人机与虚拟无人机间的通信控制系统，通信控制系统用于在实物无人机与虚拟无人机间进行数据交互；基于通信控制系统确定实物无人机与虚拟无人机的状态信息；基于通信控制系统，结合状态信息、编队及各无人机的飞行航道分别控制虚拟无人机、实物无人机的飞行。本发明的多无人机的虚实结合仿真方法能够将实物无人机与虚拟无人机相结合，实现真正的虚实结合仿真。CN115951598ACN115951598A权利要求书1/2页1.一种多无人机的虚实结合仿真方法，其特征在于，包括：确定实物场景特征；基于所述实物场景特征搭建虚拟场景；确定无人机集群中实物无人机的数量与虚拟无人机的数量；基于所述虚拟场景、实物无人机数量与虚拟无人机数量至少确定无人机集群在所述虚拟场景中的编队及各虚拟无人机、实物无人机的飞行航道；构建所述实物无人机与虚拟无人机间的通信控制系统，所述通信控制系统用于在所述实物无人机与虚拟无人机间进行数据交互；基于所述通信控制系统确定所述实物无人机与虚拟无人机的状态信息；基于所述通信控制系统，结合所述状态信息、编队及各无人机的飞行航道分别控制所述虚拟无人机、实物无人机的飞行。2.根据权利要求1所述的多无人机的虚实结合仿真方法，其特征在于，所述确定无人机集群中的实物无人机数量与虚拟无人机数量，包括：确定无人机集群中实物无人机的数量；在所述虚拟场景中分别构建与每个所述实物无人机对应的孪生体；确定所述虚拟无人机与所述孪生体的数量。3.根据权利要求1所述的多无人机的虚实结合仿真方法，其特征在于，所述基于所述虚拟场景、实物无人机数量与虚拟无人机数量至少确定无人机集群在所述虚拟场景中的编队及各虚拟无人机、实物无人机的飞行航道，包括：确定目标编队队形及无人机集群的目标飞行航道；在所述虚拟场景中，基于所述实物无人机数量、虚拟无人机数量及目标飞行航道按时间序列分别为每个所述实物无人机、虚拟无人机确定各时刻的航点；基于所述实物无人机、虚拟无人机的航点确定所述编队及各虚拟无人机、实物无人机的飞行航道。4.根据权利要求1所述的多无人机的虚实结合仿真方法，其特征在于，所述构建所述实物无人机与虚拟无人机间的通信控制系统，包括：设置定位系统，所述定位系统用于为所述实物无人机进行身份识别与定位；设置服务计算机，所述服务计算机与定位系统通信连接，用于处理所述定位系统的反馈信息形成对应在所述虚拟场景中的三维信息，并至少用于结合智能算法计算确定所述实物无人机期望飞行位置；设置控制计算机，所述控制计算机与所述服务计算机、定位系统及实物无人机通信连接，至少用于接收服务计算机的所述期望飞行位置并生成对应的控制指令发送至所述实物无人机、获得所述实物无人机的相关信息并基于UDP协议转发至所述服务计算机。5.根据权利要求4所述的多无人机的虚实结合仿真方法，其特征在于，所述定位系统包括设置在所述实物无人机上的GPS模块，以及布设在所述实物场景中的多个摄像头和设置在所述实物无人机上的多个反光球，所述控制计算机与所述GPS模块相连，所述服务计算机与所述摄像头相连以获得所述反馈信息，并能够将所述反馈信息发送至所述控制计算机。6.根据权利要求5所述的多无人机的虚实结合仿真方法，其特征在于，不同所述实物无人机上的多个反光球的设置数量和/或设置位置不同；2CN115951598A权利要求书2/2页所述服务无人机或控制无人机能够基于摄像头的反馈信息中关于多个反光球的的设置数量和/或设置位置确定各个所述实物无人机的ID及在实物场景下的位置状态。7.根据权利要求6所述的多无人机的虚实结合仿真方法，其特征在于，所述基于所述通信控制系统，结合所述状态信息、编队及各无人机的飞行航道分别控制所述虚拟无人机、实物无人机的飞行，包括：基于所述服务计算机分别确定各实物无人机、虚拟无人机的编队位置及其飞行航道；基于所述服务计算机结合所述