一种集群无人机的摆放方法及终端

技术领域

本发明涉及无人机集群控制技术领域，尤其涉及一种集群无人机的摆放方法及终端。

背景技术

在无人机集群表演中，在表演开始之前工作人员需要事先按照预设摆放图摆放无人机，才能顺利开展无人机集群的表演。在现有技术中，通常是采用人工拉皮尺的方法来确定无人机摆放的坐标，但在几百架甚至上千架的无人机编队中，采用这种方法来确定无人机摆放的坐标不仅工作量巨大而且定位坐标的步骤非常繁琐，工作效率较低且容易出错。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种集群无人机的摆放方法及终端，提高无人机集群的摆放效率和正确率。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种集群无人机的摆放方法，包括步骤：

S1、获取无人机舞步摆放图，选取第一无人机，获取所述第一无人机的位置信息，根据所述第一无人机的位置信息建立直角坐标系；

S2、获取第二无人机的位置信息，根据所述第二无人机的位置信息和所述直角坐标系确定所述第二无人机的源坐标；

S3、将所述第二无人机的源坐标与所述舞步摆放图的坐标进行比对，确定目标坐标，根据所述目标坐标发送移动方向的提示信息；

S4、获取所述第二无人机的新坐标，判断所述新坐标与所述目标坐标的距离是否小于阈值，若是，则完成所述第二无人机的摆放。

为了解决上述技术问题，本发明采用的另一种技术方案为：

一种集群无人机的摆放终端，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

S1、获取无人机舞步摆放图，选取第一无人机，获取所述第一无人机的位置信息，根据所述第一无人机的位置信息建立直角坐标系；

S2、获取第二无人机的位置信息，根据所述第二无人机的位置信息和所述直角坐标系确定所述第二无人机的源坐标；

S3、将所述第二无人机的源坐标与所述舞步摆放图的坐标进行比对，确定目标坐标，根据所述目标坐标发送移动方向的提示信息；

S4、获取所述第二无人机的新坐标，判断所述新坐标与所述目标坐标的距离是否小于阈值，若是，则完成所述第二无人机的摆放。

本发明的有益效果在于：通过无人机自带的定位信息，根据第一无人机建立直角坐标系，从而确定无人机与无人机之间的相对位置信息，无需人工建立坐标系，同时将相对位置信息与舞步摆放图进行比对，确定第二无人机在当前位置条件下最恰当的目标位置信息，并给出相应移动方向的提示，自动计算并提供移动方向，简化无人机定位坐标的工作步骤，提高无人机的摆放工作效率且正确性高。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种集群无人机的摆放方法的程序流程图；

图2为本发明实施例提供的一种集群无人机的摆放方法建立的直角坐标系；

图3为本发明实施例提供的一种集群无人机的摆放方法的预设角度区间图；

图4为本发明实施例提供的一种集群无人机的摆放终端的结构示意图；

标号说明：

1、一种集群无人机的摆放终端；2、存储器；3、处理器。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1，一种集群无人机的摆放方法，包括步骤：

S1、获取无人机舞步摆放图，选取第一无人机，获取所述第一无人机的位置信息，根据所述第一无人机的位置信息建立直角坐标系；

S2、获取第二无人机的位置信息，根据所述第二无人机的位置信息和所述直角坐标系确定所述第二无人机的源坐标；

S3、将所述第二无人机的源坐标与所述舞步摆放图的坐标进行比对，确定目标坐标，根据所述目标坐标发送移动方向的提示信息；

S4、获取所述第二无人机的新坐标，判断所述新坐标与所述目标坐标的距离是否小于阈值，若是，则完成所述第二无人机的摆放。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：通过无人机自带的定位信息，根据第一无人机建立直角坐标系，从而确定无人机与无人机之间的相对位置信息，无需人工建立坐标系，同时将相对位置信息与舞步摆放图进行比对，确定第二无人机在当前位置条件下最恰当的目标位置信息，并给出相应移动方向的提示，自动计算并提供移动方向，简化无人机定位坐标的工作步骤，提高无人机的摆放工作效率且正确性高。

进一步的，所述S3具体为：

S31、将所述第二无人机的源坐标分别与所述舞步摆放图的坐标进行距离运算，确定所述舞步摆放图中符合预设条件的目标坐标；

S32、确定所述目标坐标与所述源坐标之间的夹角；

S33、获取预设角度区间，判断所述夹角是否符合所述预设角度区间，若是，则确定所述预设角度区间对应的移动方向，并开启所述移动方向上的指示灯。

由上述描述可知，通过第二无人机的源坐标与舞步摆放图中所有的坐标点进行距离运算，得到舞步摆放图坐标中相对第二无人机当前位置最近的摆放位置，确定该位置为目标坐标，并计算第二无人机当前位置与目标坐标的夹角，通过夹角的大小来划分对应的移动方向，整个过程运算量小，反应速度快，同时采用无人机的灯光设备进行移动方向的指示，指示信息直观易获取，有效减少在移动无人机的过程中所花费的时间，提高整体摆放效率。

进一步的，所述S32中确定夹角具体为：

其中，H

由上述描述可知，通过目标坐标与源坐标的横纵坐标差，计算二者相对位置的夹角，其计算方法简单快捷，运算量小，减少运算时间，提高无人机移动方向指示的效率，且通用性强，无人机静态摆放和动态摆放的两种情况都可适用。

进一步的，所述S4还包括：

若完成所述第二无人机的摆放，则关闭所述第二无人机所有用于指示方向的指示灯。

由上述描述可知，通过无人机的指示灯来表示当前无人机的状态是待移动还是不移动，获取状态信息的方式更加方便快捷，有效提高无人机整体摆放效率。

进一步的，所述S1具体为：

获取所述第一无人机的GPS信息及航向角，根据所述第一无人机的GPS信息及航向角建立直角坐标系；

所述S2具体为：

获取所述第二无人机的GPS信息及航向角，根据所述第二无人机的GPS信息及航向角确定所述第二无人机在所述直角坐标系的源坐标。

由上述描述可知，通过无人机自身的定位信息，建立对应的直角坐标系，替代人工建立直角坐标系，且选择第一无人机为参照机，保证直角坐标系在动态摆放情况下的可用性；同时基于直角坐标系，可将无人机集群的摆放工作化为平面中点与点的移动，便于计算无人机的移动方向，确定无人机与目标坐标的相对位置，简化无人机集群摆放工作的流程。

请参照图4，一种集群无人机的摆放终端，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

S1、获取无人机舞步摆放图，选取第一无人机，获取所述第一无人机的位置信息，根据所述第一无人机的位置信息建立直角坐标系；

S2、获取第二无人机的位置信息，根据所述第二无人机的位置信息和所述直角坐标系确定所述第二无人机的源坐标；

S3、将所述第二无人机的源坐标与所述舞步摆放图的坐标进行比对，确定目标坐标，根据所述目标坐标发送移动方向的提示信息；

S4、获取所述第二无人机的新坐标，判断所述新坐标与所述目标坐标的距离是否小于阈值，若是，则完成所述第二无人机的摆放。

进一步的，所述S3具体为：

S31、将所述第二无人机的源坐标分别与所述舞步摆放图的坐标进行距离运算，确定所述舞步摆放图中符合预设条件的目标坐标；

S32、确定所述目标坐标与所述源坐标之间的夹角；

S33、获取预设角度区间，判断所述夹角是否符合所述预设角度区间，若是，则确定所述预设角度区间对应的移动方向，并开启所述移动方向上的指示灯。

由上述描述可知，通过第二无人机的源坐标与舞步摆放图中所有的坐标点进行距离运算，得到舞步摆放图坐标中相对第二无人机当前位置最近的摆放位置，确定该位置为目标坐标，并计算第二无人机当前位置与目标坐标的夹角，通过夹角的大小来划分对应的移动方向，整个过程运算量小，反应速度快，同时采用无人机的灯光设备进行移动方向的指示，指示信息直观易获取，无需添加额外的指示装置，有效减少在移动无人机的过程中所花费的时间，提高整体摆放效率。

进一步的，所述S32中确定夹角具体为：

其中，H

由上述描述可知，通过目标坐标与源坐标的横纵坐标差，计算二者相对位置的夹角，其计算方法简单快捷，运算量小，减少运算时间，提高无人机移动方向指示的效率，且通用性强，无人机静态摆放和动态摆放的两种情况都可适用。

进一步的，所述S4还包括：

若完成所述第二无人机的摆放，则关闭所述第二无人机所有用于指示方向的指示灯。

由上述描述可知，当第二无人机移动后的新坐标与目标坐标距离过大，则表示第二无人机移动位置失误，造成新坐标与目标坐标距离产生较大偏差，因此，重新获取所述第二无人机的坐标信息进行位置矫正，从而再次进行移动，设置相应阈值，保证无人机摆放的准确性，并实现自动矫正。

进一步的，所述S1具体为：

获取所述第一无人机的GPS信息及航向角，根据所述第一无人机的GPS信息及航向角建立直角坐标系；

所述S2具体为：

获取所述第二无人机的GPS信息及航向角，根据所述第二无人机的GPS信息及航向角确定所述第二无人机在所述直角坐标系的源坐标。

由上述描述可知，通过无人机自身的定位信息，建立对应的直角坐标系，替代人工建立直角坐标系，且选择第一无人机为参照机，保证直角坐标系在动态摆放情况下的可用性；同时基于直角坐标系，可将无人机集群的摆放工作化为平面中点与点的移动，便于计算无人机的移动方向，确定无人机与目标坐标的相对位置，简化无人机集群摆放工作的流程。

本发明提供的一种集群无人机的摆放方法及终端，可应用于带有定位装置的设备或物体进行定向摆放或移动，如应用于无人机集群进行表演前的摆放工作，提高其工作效率，以下通过具体实施例进行说明：

请参照图1至图3，本发明的实施例一为：

S1、获取无人机舞步摆放图，选取第一无人机，获取所述第一无人机的位置信息，根据所述第一无人机的位置信息建立直角坐标系；

请参照图2，所述S1具体为：

获取所述第一无人机的GPS信息及航向角，根据所述第一无人机的GPS信息及航向角建立直角坐标系；

在一种可选的实施方式中，获取所述无人机舞步摆放图，并上传至无人机，根据舞步摆放图按照一定的间隔摆放无人机集群，并选取第一无人机为原点，建立直角坐标系，其中，第一无人机与图中0号无人机的位置对应，第二无人机与图中1号无人机的位置对应，后续无需调整第一无人机的位置；

S2、获取第二无人机的位置信息，根据所述第二无人机的位置信息和所述直角坐标系确定所述第二无人机的源坐标；

所述S2具体为：

获取所述第二无人机的GPS信息及航向角，根据所述第二无人机的GPS信息及航向角确定所述第二无人机在所述直角坐标系的源坐标；

在一种可选的实施方式中，在集群无人机内选取除0号无人机以外的任意一台无人机作为第二无人机；

在一种可选的实施方式中，所述第二无人机与所述第一无人机的航向角需保持一致，从而获取所述第二无人机的GPS信息，通过第二无人机相对于所述第一无人机的GPS信息确定所述第二无人机的源坐标为(X

其中，上述确定所述第二无人机的源坐标的方法为现有技术；

在一种可选的实施方式中，所述GPS信息可通过RTK差分定位、UWB定位、5G定位、蓝牙定位及视觉定位等方式获取；

S3、将所述第二无人机的源坐标与所述舞步摆放图的坐标进行比对，确定目标坐标，根据所述目标坐标发送移动方向的提示信息；

所述S3具体为：

S31、将所述第二无人机的源坐标分别与所述舞步摆放图的坐标进行距离运算，确定所述舞步摆放图中符合预设条件的目标坐标；

在一种可选的实施方式中，所述距离运算具体为：

其中，(X

在一种可选的实施方式中，将所述第二无人机的源坐标分别与所述舞步摆放图的所有坐标进行距离运算，取所述舞步摆放图与所述第二无人机的源坐标距离最近的坐标为目标坐标，即取L的最小值，并确定所述舞步摆放图中与所述源坐标距离最近的坐标为(X

S32、确定所述目标坐标与所述源坐标之间的夹角；

所述S32中确定夹角具体为：

其中，H

在一种可选的实施方式中，H

请参照图3，S33、获取预设角度区间，判断所述夹角是否符合所述预设角度区间，若是，则确定所述预设角度区间对应的移动方向，并开启所述移动方向上的指示灯；

在一种可选的实施方式中，所述预设角度区间包括四个角度区间：1区间为

[-45，45)，2区间为[45，-135)，3区间为[135，225)，4区间为[225，270)∪[-90，-45)；

在一种可选的实施方式中，所述1区间、2区间、3区间、4区间分别代表右、上、左、下四个方向；

在一种可选的实施方式中，所述第一无人机和所述第二无人机在同一水平面的机身上设置有多个方向指示灯；

在一种可选的实施方式中，无人机设置有四个方向指示灯，分别用于指示上下左右四个方向；

S4、获取所述第二无人机的新坐标，判断所述新坐标与所述目标坐标的距离是否小于阈值，若是，则完成所述第二无人机的摆放；若完成所述第二无人机的摆放，则关闭所述第二无人机所有用于指示方向的指示灯；

在一种可选的实施方式中，若所述新坐标与所述目标坐标的距离大于或等于阈值，返回执行S2；当第二无人机移动后的新坐标与目标坐标距离过大，则表示第二无人机移动位置失误，造成新坐标与目标坐标距离产生较大偏差，因此，重新获取所述第二无人机的坐标信息进行位置矫正，从而再次进行移动，设置相应阈值，保证无人机摆放的准确性，并实现自动矫正；

在一种可选的实施方式中，所述阈值为0.1m。

请参照图4，本发明的实施例二为：

一种集群无人机的摆放终端1，包括存储器2、处理器3及存储在所述存储器2上并可在所述处理器3上运行的计算机程序，所述处理器3执行所述计算机程序时实现所述实施例一中任一步骤。

综上所述，本发明提供的一种集群无人机的摆放方法及终端，通过无人机之间的相对位置建立集群无人机的直角坐标系，无需人工建立坐标，基于直角坐标系，将无人机集群的摆放工作化为平面中点与点的移动；且将无人机源坐标与舞步摆放图中目标坐标进行比对，从而确定当前位置下最近的目标位置；仅通过计算第二无人机当前位置与目标坐标的夹角，即可获取无人机的移动方向，整个过程运算量小，反应速度快，同时采用无人机的灯光设备进行移动方向的指示，指示信息直观易获取，有效减少在移动无人机的过程中所花费的时间，提高整体摆放效率。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。