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专利号: 2020100124739
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2025-01-21
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于紫外光引导无人机蜂群防碰撞方法,其特征在于,防碰撞的紫外光MIMO装置为球形,紫外光MIMO装置外壁放置单方向收发结构,单方向收发结构包括紫外光LED光源和滤光片,单方向收发结构可以调整紫外光LED光源发射仰角、光束孔径角、功率以及滤光片的参数;紫外光MIMO装置内部安装有强度调制器、光电转换器、放大器和光电信号处理器;紫外光MIMO装置由上下两半部分组成,分别安装在无人机机身的上方和下方;所述紫外光MIMO装置外壁每隔90°取一条经线,上下45°各取一条纬线,经纬线共有8个交点,在每个交点放置一组单方向收发结构,紫外光MIMO装置中不同方向的单方向收发结构都标有序号;

所述方法包括以下步骤:步骤1,划分碰撞预警等级区:

紫外光MIMO装置中两种波长的紫外光LED光源可以将无人机周围的三维空间人工划分成三个碰撞预警等级区,分别为0级预警区R>80m,1级预警区10m<R≤80m,2级预警区R≤10m,等级越高碰撞几率越高,其中R是以无人机质心为球心的球半径;

步骤2,判断所处的碰撞预警区:

以两架无人机A、B为例,无人机A紫外光MIMO装置上8个不同方向的紫外光LED光源循环点亮,无人机B根据信号接收机接收到的不同波长紫外光LED光源的数目判断自己处在无人机A的几级预警区内:若无人机B所有方向的信号接收机均没有接收到任何波长的紫外光LED信号,则无人机B处在无人机A的0级预警区,暂时没有碰撞危险,沿原航向飞行即可;

若无人机B某个方向的信号接收机接收到一种波长的紫外光LED信号,则无人机B处在无人机A的1级预警区,两机间距离较近,有一定概率的碰撞危险,跳至步骤3;

若无人机B某个方向的信号接收机接收到两种波长的紫外光LED信号,则无人机B处在无人机A的2级预警区,两无人机间距离过近,有较大的碰撞危险,跳至步骤4;

步骤3,调整飞行速度:

由信息处理中心向飞行控制模块下达调整飞行速度执行命令,将无人机飞行速度降至8m/s以下,并持续关注该方向的紫外光信号;

步骤4:调整飞行方向:

由信息处理中心向飞行控制模块下达调整飞行方向执行命令,此时无人机B按照调整方案迅速调整飞行方向,所述调整方案如下:情况A:当只接收到一架无人机两种波长的紫外光LED信号时:迅速将飞行方向调整为该信号接收机方向的对立方向,直至只能接收到一种波长的紫外光LED信号,此时重新根据当前位置和目标位置调整飞行方向;

情况B:当接收到多架无人机两种波长的紫外光LED信号时,分两种情况:

情况a:多架无人机的来向未对称抵消时,迅速将飞行方向调整为几个信号接收机方向合成方向的反方向,直至只能接收到一种波长的紫外光LED信号,此时重新根据当前位置和目标位置调整飞行方向;

情况b:多架无人机的来向对称抵消时,迅速将飞行方向调整为原飞行方向的反方向,直至只能接收到一种波长的紫外光LED信号,此时重新根据当前位置和目标集结点的位置调整飞行方向。