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無人機(jī)整機(jī)
無人機(jī)配件
無人機(jī)服務(wù)
設(shè)備與工具前言
在自然界中，為彌補(bǔ)個體能力的不足，諸多生物種群能通過個體相互之間的交流與合作呈現(xiàn)出某種群體行為，比如魚群結(jié)群游弋、鳥群聚集遷徙以及螞蟻協(xié)同搬運(yùn)等。受此激勵，人們希望開發(fā)像鳥群、魚群一樣自由集結(jié)可以執(zhí)行全局任務(wù)的無人機(jī)集群系統(tǒng)。近年來，無人機(jī)集群因其潛在的巨大應(yīng)用價值得到快速發(fā)展。
飛思實(shí)驗(yàn)室無人機(jī)集群協(xié)同算法開發(fā)驗(yàn)證平臺
01PART
目前無人機(jī)集群成為各國爭先研究的熱點(diǎn)，不斷有集群項(xiàng)目的突破性報道，如最近我國浙江大學(xué)團(tuán)隊(duì)取得的最新研究成果無人機(jī)集群協(xié)同穿越竹林。飛思實(shí)驗(yàn)室基于無人機(jī)集群協(xié)同的研究熱點(diǎn)和重點(diǎn)，為各研究單位提供了一套完整的無人機(jī)集群協(xié)同算法開發(fā)驗(yàn)證平臺，這里介紹基于室外RTK/GPS定位系統(tǒng)下的無人機(jī)集群協(xié)同。平臺架構(gòu)如圖所示：
飛思實(shí)驗(yàn)室基于室外RTK/GPS定位系統(tǒng)下的無人機(jī)集群協(xié)同算法開發(fā)驗(yàn)證平臺由高精度室外定位系統(tǒng)、高性能集群無人機(jī)、集群控制數(shù)據(jù)鏈、無人機(jī)編隊(duì)協(xié)同控制系統(tǒng)四部分組成。
01 高精度室外定位系統(tǒng)
高精度室外定位系統(tǒng)采用RTK載波相位差分定位技術(shù)，它能夠?qū)崟r地提供集群無人機(jī)在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并達(dá)到厘米級精度，向無人機(jī)提供精準(zhǔn)定位信息。
02 高性能集群無人機(jī)
高性能集群無人機(jī)是飛思實(shí)驗(yàn)室專為無人機(jī)群飛行、多智能體協(xié)同研制的智能集群無人機(jī)，使用高強(qiáng)度碳纖維和3D打印技術(shù)相結(jié)合設(shè)計(jì)制造。載重大，飛行時間長。內(nèi)部采用激光定高，性能優(yōu)秀，飛行穩(wěn)定，使用簡單，一鍵起降。主要應(yīng)用于室外無人機(jī)集群、slam導(dǎo)航、視覺跟隨、目標(biāo)識別、人工智能應(yīng)用等領(lǐng)域。
03 集群控制數(shù)據(jù)鏈
集群控制數(shù)據(jù)鏈有圖傳、數(shù)傳、圖數(shù)一體數(shù)據(jù)鏈、WIFI自組網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈等多種類型，可以滿足研究單位對帶寬、通信距離、組網(wǎng)方式的不同需求，實(shí)現(xiàn)集群無人機(jī)機(jī)間和空地通信，實(shí)現(xiàn)多無人機(jī)集群編隊(duì)和協(xié)同的信息交互。
04 無人機(jī)編隊(duì)協(xié)同控制系統(tǒng)
無人機(jī)編隊(duì)協(xié)同控制系統(tǒng)由飛思實(shí)驗(yàn)室針對無人機(jī)集群協(xié)同控制單獨(dú)開發(fā)的基于MATLAB/Simulink進(jìn)行集群控制算法開發(fā)、多無人機(jī)協(xié)同算法開發(fā)的控制系統(tǒng)，包含無人機(jī)集群控制開發(fā)環(huán)境、無人機(jī)集群定位系統(tǒng)接口軟件、無人機(jī)集群控制接口軟件、編隊(duì)飛行控制軟件4個部分。
無人機(jī)編隊(duì)協(xié)同控制系統(tǒng)通過Matlab/simulink與ROS環(huán)境的算法開發(fā)環(huán)境，支持多無人機(jī)集群控制算法開發(fā)與調(diào)試，提供完善的代碼編輯、運(yùn)行調(diào)試等功能?；赗OS標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)，通過集群數(shù)據(jù)鏈接收定位系統(tǒng)發(fā)送的無人機(jī)的六自由度位姿信息，轉(zhuǎn)換為無人機(jī)定位所需要的格式（歐拉角/四元數(shù)轉(zhuǎn)換，坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換），支持Matlab調(diào)用。通過集群數(shù)據(jù)鏈接收無人機(jī)的姿態(tài)及狀態(tài)數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成ROS主題消息，供ROS節(jié)點(diǎn)程序使用。無人機(jī)控制接口軟件可接收ROS節(jié)點(diǎn)發(fā)布的控制指令信息（支持位置控制指令、速度控制指令、航向控制指令），轉(zhuǎn)換成Mavlink消息發(fā)送給無人機(jī)。飛行控制軟件基于Matlab/Simulink開發(fā)，軟件分別運(yùn)行在無人機(jī)飛控、與地面控制端平臺實(shí)現(xiàn)多無人機(jī)的集群控制。能獲取各無人機(jī)的位姿，發(fā)送控制指令實(shí)現(xiàn)無人機(jī)編隊(duì)協(xié)同?？蓪?shí)現(xiàn)多無人機(jī)集群順序編隊(duì)圓周編隊(duì)飛行，多無人機(jī)集群順序編隊(duì)立體“8”字編隊(duì)飛行，多無人機(jī)集群順序編隊(duì)主從跟隨，多無人機(jī)集群“△”編隊(duì)飛行，多無人機(jī)集群“△-□-○”隊(duì)形變換。
總結(jié)
02PAST
室外RTK/GPS定位系統(tǒng)下的無人機(jī)集群協(xié)同算法開發(fā)驗(yàn)證平臺主要應(yīng)用于室外無人機(jī)集群技術(shù)驗(yàn)證、多智能體協(xié)同等方向，平臺接口豐富、開放性強(qiáng)，用戶不需要掌握太多的底層編程技術(shù)即可完成算法的修改和驗(yàn)證。編隊(duì)軟件提供源碼，支持 C、C++、Python、ROS、Matlab/Simulink 等多種編程環(huán)境，提供完善的二次開發(fā)接口。具有系統(tǒng)穩(wěn)定性高、真實(shí)環(huán)境測試、抗干擾能力強(qiáng)、飛行范圍大等優(yōu)點(diǎn)。
主要功能如下：
1. 具有精準(zhǔn)且實(shí)時的無人機(jī)集群定位功能；
2. 具有記錄無人機(jī)集群運(yùn)動軌跡能力；
3. 具有實(shí)時解算六自由度位姿功能；
4. 具有無人機(jī)集群協(xié)同控制能力；
5. 具有無人機(jī)集群協(xié)同運(yùn)動規(guī)劃能力；
6. 具有無人機(jī)集群協(xié)同控制二次開發(fā)接口；
7. 具有無人機(jī)集群控制與協(xié)同控制代碼完全開源，支持算法修改能力；
8. 具有完整的實(shí)驗(yàn)輔助資料以及示例算法代碼；
9. 無人機(jī)集群協(xié)同控制實(shí)例包含：
① 無人機(jī)集群協(xié)同順序編隊(duì)圓周飛行；
② 無人機(jī)集群協(xié)同順序編隊(duì)主從跟隨；
③ 多無人機(jī)集群“△”編隊(duì)飛行
④ 多無人機(jī)集群“△”編隊(duì)飛行
案例
03PART
飛思實(shí)驗(yàn)室無人機(jī)集群協(xié)同算法開發(fā)驗(yàn)證平臺，基于室外RTK/GPS定位系統(tǒng)下的無人機(jī)集群協(xié)同效果圖如下：
平臺已在以下院校得到成功應(yīng)用，具體可參考以下應(yīng)用實(shí)例：
2025-09-09 10:52
2025-09-04 21:58
2025-08-28 11:13
2025-08-27 14:14
2025-08-26 13:50
2025-08-23 20:37
2025-08-22 10:33
2025-08-18 14:20
2025-08-13 11:12
2025-08-13 10:55
