核心案例|海南大学无人机集群控制实验室实飞试验系统_无人机集群控制软件

项目名称：无人机集群控制实验室实飞试验系统

场       地：室内4㎡*4㎡

关  键  词：无人机、集群编队、协同控制

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■  项目背景

本项目通过集群四旋翼无人机、天地协同集群控制开发环境、无人机协同集群控制系统软件、课程课件体系等，构成了一套高效、精确、具备完善的二次开发功能的，一体化无人机集群协同教学及科研平台。

该专业化的无人机集群协同科研平台方案，具备成熟稳定、容易上手、开源开放等优势。通过平台的应用，可实现：

1.基于Matlab/Simulink开发，可以实现多无人机的集群控制；

2. 通过无人机定位接口软件获取各无人机的位姿，通过无人机控制接口软件发送控制指令（支持位置控制指令、速度控制指令、航向控制指令）给各无人机/无人机实现编队的协同；

3.可同时飞行12架无人机；基于ROS标准开发，通过网络接收室内定位系统发送的无人机位置信息，转换为无人机定位所需要的格式，支持Matlab调用；

4.具有天地协同集群控制开发环境；

5.具有完整的无人机集群控制的开发、调试、仿真的开发环境；

6.具有基于学生或科研人员友好的Matlab/simulink与ROS环境的算法开发环境；

7.支持多无人机集群控制算法开发与调试；

8.提供完善的代码编辑、运行调试等功能；

飞思无人机集群协同科研平台方案高效助力教学科研，为各大高校和科研院所提供完整的服务支持，为高校和科研院所在相关课题研究方面取得更有深度的突破和科研成果，提供更好的环境支撑。

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■  项目内容

系统组成

①飞思X150无人机

对称电机轴距：150mm 飞行器总重：274g

②无人机协同集群控制系统软件    

平台优势

多智能体集群协同研发平台整体系统性能需求体现在以下方面：

（1）统一性

平台框架支持扩展到所有的无人控制系统，形成一个标准的自动开发、测试与评估框架体系，且集群研发与实飞验证平台可与无人系统仿真研发平台无缝连接。

（2）易用性

集群协同教研平台开放性高，接口丰富，支持C、C++、Python、ROS、Matlab/Simulink等多种编程环境。可以很方便地进行二次开发。还可根据用户的实际需求定制整个系统平台，并提供相应的技术支撑和详细的例程和说明书指导。满足用户的个性化和差异化需求，使平台更加契合用户的使用特点和习惯，提升体验感和交互率，减少用户熟悉平台的时间成本，大大提高用户的开发效率和体验。

（3）丰富性

兼容的定位系统丰富，涵盖目前主流的室内外定位方式。可提供光学定位系统、UWB定位系统、激光定位系统、GPS、RTK等多种定位平台，定位系统覆盖面积可根据客户要求定制；同时可提供多款轴距及载重不同的无人机（飞思X150、飞思X200，飞思X350，飞思X450，飞思X680）和无人车（飞思C1）；支持WIFI、数传、数据链等多种集群通讯方式。

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■ 应用方向

①无人系统编队控制算法设计与验证

②多无人系统协同编队控制

③信息感知技术

④数据融合技术

⑤任务分配技术

⑥航迹规划技术

⑦编队控制技术

⑧通信组网技术

⑨数字孪生技术