一種多飛行器協同飛行控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及飛行器協同飛行控制技術，特別是指一種多飛行器協同飛行控制系統。
【背景技術】
[0002]目前，市面上的飛行器多由人工操作遙控器控制。在人工控制飛行器飛行時，有兩點不足，一是人工控制由于人與人的不同，不是每個人控制飛行器時都能飛出想要的路線，二是人工控制由于溝通及操作水平難以實現或無法實現多個飛行器協同運動。多飛行器協同飛行能夠實現許多單飛行器不能完成的任務，而實現多飛行器協同就需要能夠同時控制多個飛行器的控制。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型提出一種多飛行器協同飛行系統，通過地面站一對多控制，實現多部飛行器協同飛行完成各種飛行任務。
[0004]為了實現上述技術方案，本實用新型提供一種多飛行器協同飛行控制系統，包括地面站和移動站，
[0005]移動站設于飛行器上，移動站與飛行器的電機控制連接；
[0006]地面站設于操控端，地面站通過無線網絡與移動站通訊連接；
[0007]多架協同飛行的飛行器間信息交互，信息交互包括能獲取本身的位置信息以及其他無人機的位置信息，并通過自適導航飛行位置關系避免相互碰撞。
[0008]進一步，地面站包括計算機、NovAtel 0EM615定位板卡、第二STM32處理器微控制器、第二 2.4GHz無線通信模塊NRF24L01、數模轉換模塊、電壓跟隨模塊和信號發射模塊；
[0009]NovAtel 0EM615定位板卡獲取飛行器的位置信息發送給計算機，計算機獲取和處理飛行器信息后輸出控制信號，第二 STM32處理器微控制器接收信號后輸出數字信號，數模轉換模塊將數字信號轉化為電壓模擬信號，電壓跟隨模塊使電壓穩定并將信號發送至信號發射模塊，信號發射模塊發射相應的信號；飛行器上的第一2.4GHz無線通信模塊NRF24L01接收來自地面站的信號，飛行器上的接收器接收信號控制飛行器上的電機完成飛行。
[0010]進一步，飛行器為四軸飛行器，移動站包括U-Blox定位模塊、第一 STM32處理器與第一 2.4GHz無線通信模塊NRF24L01作為移動站；
[0011]計算機同時控制多架飛行器，通過串口向單片機輸出控制信號，單片機接收到控制信號后，輸出若干通道的列數字信號，每架飛行器都由四個通道的控制信號控制，
[0012]每個通道的控制信號控制相應四軸飛行器上的一個電機，通道的數量根據控制的飛行器數量而定。
[0013]與現有技術相比，本實用新型提供一種多飛行器協同飛行控制系統，可以通過計算機發出控制信號穩定的控制多個飛行器，并按完成多架飛行器之間的協同飛行。
【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1是本實用新型的控制原理圖。
[0016]圖2是本實用新型飛行器的定位方案原理圖。
【具體實施方式】
[0017]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0018]如圖1所示，本實用新型提供的一種多飛行器協同飛行控制系統，包括控地面站和移動站，移動站設于飛行器上，移動站與飛行器的電機控制連接;地面站設于操控端，地面站通過無線網絡與移動站通訊連接；多架協同飛行的飛行器間信息交互，信息交互包括能獲取本身的位置信息以及其他無人機的位置信息，并通過自適導航飛行位置關系避免相互碰撞。
[0019]地面站包括計算機、NovAtel 0EM615定位板卡、第二STM32處理器、第二2.4GHz無線通信模塊NRF24L01、數模轉換模塊、電壓跟隨模塊和信號發射模塊;NovAtel 0EM615定位板卡獲取飛行器的位置信息發送給計算機，計算機獲取和處理飛行器信息后輸出控制信號，第二STM32處理器微控制器接收信號后輸出數字信號，數模轉換模塊將數字信號轉化為電壓模擬信號，電壓跟隨模塊使電壓穩定并將信號發送至信號發射模塊，發射器發射相應的信號；飛行器上的第一2.4GHz無線通信模塊NRF24L01接收來自地面站的信號，飛行器上的接收器接收信號控制飛行器上的電機完成飛行。
[0020]飛行器為四軸飛行器，移動站包括U-Blox定位模塊、第一STM32處理器與第一
2.4GHz無線通信模塊NRF24L01作為移動站;計算機同時控制多架飛行器，通過串口向單片機輸出控制信號，單片機接收到控制信號后，輸出若干通道的列數字信號，每架飛行器都由四個通道的控制信號控制，每個通道的控制信號控制相應四軸飛行器上的一個電機，通道的數量根據控制的飛行器數量而定。
[0021]計算機運行同時控制多架四軸飛行器的程序，該程序能夠生成一系列控制信號，計算機通過串口向單片機輸出這些控制信號。單片機接收到控制信號后，通過預先加載的程序處理輸出若干通道的列數字信號，每架飛行器都由四個通道的控制信號控制，每個通道的控制信號控制對應四軸飛行器上的一個電機，通道的數量由控制的飛行器數量而定。數字信號由單片機輸入到數模轉換模塊上，轉化為模擬信號，這里的模擬信號的形式是電壓。
[0022]在飛行器上裝上U-Blox定位模塊、STM32處理器與2.4GHz無線通信模塊NRF24L01作為移動站，計算機、NovAtel (^1615定位板卡、31132處理器、2.46取無線通信模塊NRF24L01、數模轉換模塊、電壓跟隨模塊和信號發射模塊作為地面站。由地面站與移動站共同構成多飛行器協同控制系統。飛行器(如無人機)的多機協同，需要在各無人機之間進行建立信息交互，在多部無人機飛行的過程中，若需要無人機在飛行過程中實現各種隊形，以及在飛行過程中避免彼此之間的碰撞，那么需要無人機能獲取本身的位置信息以及其他無人機的位置信息，這里就需要可通過導航定位實現，如U-Blox定位模塊，但是不局限于U-Blox定位模塊。其中，導航的精度越高，多機協同的效果會越好。
[0023]作為較佳的實施方式，采用差分GPS技術，將一臺GPS接收機安置在地面站(基準站)上進行觀測，根據基準站已知精密坐標，計算出基準站到衛星的距離修正數，并由基準站實時將這一數據發送出去。用戶接收機在進行GPS觀測的同時，也接收到基準站發出的改正數，并對其定位結果進行修正，從而提高定位精度。
[0024]飛行器的定位信息傳送給計算機，計算機運行預先編寫好的多飛行器飛行控制程序，由計算機由串口可以控制多個飛行器的控制器上。具體地，該裝置的原理是由PC機輸出控制信號，由控制器中的第一 STM32處理器微控制器接收信號后輸出數字信號，數模轉換模塊將數字信號轉化為模擬信號，再通過電壓跟隨模塊使電壓穩定。模擬信號傳入信號發射模塊，發射器發射相應的信號，飛行器上的接收器接收信號控制飛行器上的電機完成飛行。
[0025]計算機接收飛行器的定位信息首先按照需求把飛行器排列成一定的陣型如矩陣等，在接收到目的地位置信息時，計算飛行器與目標坐標之間的距離和方向，運行飛行算法，在飛行過程中計算機不斷接收到各個飛行器的坐標并通過算法保持飛行器的陣型，同時在飛行過程中利用PID算法不斷校正和微調飛行方向和速度，確保飛行的準確快速。
[0026]數模轉換模塊的電壓信號輸入到電壓跟隨模塊中，保證電壓輸出更為穩定。經過電壓跟隨模塊的電壓信號輸入到信號發射模塊中，發射模塊發射信號，飛行器上接收信號后通過一系列處理，完成飛行指令。
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