Как мы все знаем, беспилотники использовались в различных областях, включая пограничный контроль, предотвращение лесных пожаров, проверку энергоснабжения, сбор новостей и коммерческое продвижение.Однако с ростом использования БПЛА, соответственно, предъявляются более высокие требования ко всем аспектам БПЛА, и появилось множество методов управления для совместного управления несколькими БПЛА, которые можно разделить на централизованное управление и распределенное управление. краткое описание распределенного управления БПЛА, и краткое изложение методов распределенного управления БПЛА, которое удобно изучить и понять каждому.
Во-первых, возьмем в качестве примера централизованное управление, центр управления есть, эффективность управления высокая, но после того, как будет сбит основной БПЛА, система рухнет и не сможет дальше выполнять задачи.Тем не менее, распределенное управление не имеет центральной точки системного управления.Обмен информацией осуществляется за счет взаимной координации между соседними людьми, и общее формирование поведения, наконец, завершено.Поскольку нет центра управления, распределенная система управления обладает высокой гибкостью и может динамически изменить структуру управляющей сети. Следовательно, по сравнению с централизованным управлением стратегия распределенного управления дает кластерной системе преимущества масштабируемости, надежности и адаптивности. При распределенном управлении людям в системе формирования БПЛА нужно только общаться с БПЛА в полевых условиях, данных связи и каналов связи немного, метод управления чрезвычайно удобен, а беспилотные летательные аппараты в системе формирования БПЛА могут быть Удаление и добавление самолетов может корректировать рабочий статус формирования в режиме реального времени.
Рисунок 1 Модель системы управления БПЛА
Рисунок 2 Распределенная структура
Как показано на рисунке, БПЛА1, как командир БПЛА, играет роль командования и управления в строю БПЛА, направляя всю команду на полет по заданной траектории, а затем на достижение ожидаемой целевой позиции, и связывается с наземный центр управления в режиме реального времени. БПЛА 2 и БПЛА 3, как сопровождающие самолеты, поддерживают связь с наземной станцией, постоянно принимают команды беспилотного командного центра и осуществляют связь в реальном времени между 2 и 3 для достижения цели распределенного управления.
Разобравшись с распределенным управлением БПЛА, давайте узнаем о нескольких методах управления, основанных на распределенном управлении!
(1) Распределенный метод управления строем на основе ведущего-ведомого.Основная идея метода лидер-ведомый такова: механизм лидер-ведомый, в группе, состоящей из нескольких БПЛА, БПЛА выступает в роли ведущего всего формирования, а в качестве первого приоритета, во втором (Второй -ступенчатый ведомый) передает информацию и так далее, каждый ведомый передает информацию ведомому на уровень ниже себя, завершает информационную связь между БПЛА и достигает цели управления строем. Однако этот метод управления имеет низкую надежность и не имеет точной обратной связи по пласту.Как только у ведущей плоскости возникают проблемы и системная информация не передается на место, вся система будет парализована. Для устранения недостатков этого метода управления предлагается механизм лидер-кандидат-ведомый, который может компенсировать проблему плохой устойчивости путем выбора следующего лидера из кандидатов, чтобы реализовать стабильный полет формации. . (реализация алгоритма Raft)Рис. 3 Схема головного самолета-ведомого
(2) Распределенное управление пластом на основе поведенияИдея распределенного управления на основе метода поведения состоит в том, чтобы заранее разработать индивидуальные правила поведения и локальную схему управления каждого БПЛА в соответствии с общей картиной поведения, ожидаемой после управления системой БПЛА.Последовательные методы управления движением. Обычно режим поведения каждого БПЛА хранится в контроллере формации аналогично «функции библиотеки».Когда система работает, соответствующий режим поведения выполняется в соответствии с изменениями информации об окружающей среде и командами управления, такими как предотвращение препятствий, состав формации, переключение форм, направленное движение и т. д. Например, при облете препятствий формирование БПЛА должно избегать столкновений с препятствиями и другими соседними летательными аппаратами в процессе движения.Тогда при восприятии БПЛА изменений во внешней среде через сенсорную систему вся система будет базироваться на системе , Введите, выберите режим поведения, добейтесь желаемого поведения, а затем сделайте ответ системы и вывод. Отличие от следящего за пилотом заключается в том, что эффект сотрудничества в этом методе реализуется путем обмена информацией, такой как положение и входное значение состояния, между БПЛА. Каждому БПЛА необходимо знать только информацию о соседних БПЛА, что сокращает получение информации и объем вычислений, а реализация системы относительно проста. Недостатком является то, что сложно описать динамические характеристики группы, трудно точно контролировать, трудно контролировать устойчивость пласта.
(3) Метод распределенного управления пластом на основе искусственного потенциального поляМетод искусственного потенциального поля основан на силе взаимодействия между дронами, а именно гравитационном поле и силовом поле отталкивания.Препятствия в окружающей среде создают силу отталкивания на дрон, а точка цели притягивает дрон. объединенная сила , так что БПЛА движется в направлении минимизации потенциальной энергии.Рисунок 4 Иллюстрация метода искусственного потенциального поля
(4) Метод распределенного управления пластом на основе виртуальной структурыДумайте о формировании БПЛА как о жесткой виртуальной структуре. Каждый дрон можно рассматривать как фиксированную точку в этой виртуальной структуре. Отдельные БПЛА в строю могут напрямую отслеживать и поддерживать фиксированные точки координат на виртуальной структуре, чтобы завершить установленный маршрут летной инспекции строя. Принимая виртуальную структуру за кадр, обратная связь формации добавляется к алгоритму управления формацией, а связь и передача информации осуществляются между соседними распределенными контроллерами формации, так что контроллер формации может не только контролировать скорость формации, но и хорошо поддерживать форму.Вышеизложенное представляет собой введение распределенного управления и разработку принципов связанных методов управления, которые надеются быть полезными для соответствующих учащихся.
Автор: Аму Лаборатория: Му Ши
- End -
Благодаря быстрому развитию технологий Amu Lab будет идти в ногу с темпами развития технологий и продолжать рекомендовать всем новейшие технологии и оборудование в индустрии робототехники. Наблюдение за тем, как студенты, прошедшие обучение у нас, делают рывки в технологиях, является величайшей ценностью нашего обучения. Если вы работаете в индустрии роботов, обратите внимание на нашу публичную учетную запись, мы продолжим публиковать самую ценную информацию и технологии в индустрии роботов. Amu Lab занимается обучением и интеллектуальным оборудованием передовых ИТ-технологий, делая исследования и разработки роботов более эффективными!