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CN110134144A - 旋翼无人机多发灭火水弹装置、控制系统、方法及无人机 - Google Patents

旋翼无人机多发灭火水弹装置、控制系统、方法及无人机 Download PDF

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CN110134144A
CN110134144A CN201910497373.7A CN201910497373A CN110134144A CN 110134144 A CN110134144 A CN 110134144A CN 201910497373 A CN201910497373 A CN 201910497373A CN 110134144 A CN110134144 A CN 110134144A
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CN
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unmanned plane
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rotor wing
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王翊丞
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Abstract

本发明属于无人机技术领域，公开了一种旋翼无人机多发灭火水弹装置、控制系统、方法及无人机，利用按键设定旋翼无人机多发灭火水弹装置操作参数；利用摄像器采集飞行环境的图像数据；利用红外测距部件对旋翼无人机进行飞行测距操作；利用无线发射器发射无线信号；利用无线遥控器连接无线信号进行无线控制旋翼无人机；利用旋翼对无人机的升级飞行进行控制；利用弹射器对机载的多发灭火水弹进行弹射灭火操作；利用返航指令控制旋翼无人机进行返航操作。本发明灵敏度也较高，具有较强的普适性；同时，通过返航模块可以确保无人机即使在GPS多路径干扰较大的环境下起飞，保证无人机仍可以精确返航。

Description

旋翼无人机多发灭火水弹装置、控制系统、方法及无人机
技术领域
本发明属于无人机技术领域，尤其涉及一种旋翼无人机多发灭火水弹装置、控制系统、方法及无人机。
背景技术
旋翼无人机是微机电系统集成的产物，以其能够垂直起降、自由悬停、控制灵活和适应各种环境能力强等优点成为国内外很多实验室研究的重点。微型旋翼无人机的系统研究主要是针对地面控制系统和机载测控通信系统，地面控制系统是能够对无人机的飞行姿态进行监测和指令控制；机载测控通信系统主要是在无人机飞行状态下对惯性传感器、超声波测距仪等进行数据采集，并把这些数据传送给地面控制系统。然而，现有旋翼无人机多发灭火水弹装置测距方式的普适性均较差；同时，无人机因GPS存在多路径干扰，低空时飞机的GPS定位精度误差很大，通过GPS返航，无人机离起飞点位置相差可以大于20m，容易导致无人机降落到未知不安全地方，或者引起安全事故。
综上所述，现有技术存在的问题是：
现有旋翼无人机多发灭火水弹装置测距方式的普适性均较差；同时，无人机因GPS存在多路径干扰，低空时飞机的GPS定位精度误差很大，通过GPS返航，无人机离起飞点位置相差可以大于20m，容易导致无人机降落到未知不安全地方，或者引起安全事故。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种旋翼无人机多发灭火水弹装置、控制系统、方法及无人机。
本发明是这样实现的，一种旋翼无人机多发灭火水弹装置的控制方法，包括：
步骤一，通过参数设定模块利用按键设定旋翼无人机多发灭火水弹装置操作参数；通过摄像模块利用摄像器采集飞行环境的图像数据；
通过测距模块利用红外测距部件对旋翼无人机进行飞行测距操作；通过所述红外测距部件的发射端向外发射红外光；通过所述红外测距部件的接收端接收与所述红外光对应的反射光；根据所述反射光的光强信息测定障碍物相对于所述无人机的距离；
步骤二，主控模块通过无线模块利用无线发射器发射无线信号；通过遥控模块利用无线遥控器连接无线信号进行无线控制旋翼无人机；通过升降飞行模块利用旋翼对无人机的升级飞行进行控制；通过弹射模块利用弹射器对机载的多发灭火水弹进行弹射灭火操作；
步骤三，通过返航模块利用返航指令控制旋翼无人机进行返航操作；接收控制终端发送或失连保护自动触发或低电量保护自动触发的返航指令；判断预存的位移修正量是否有效；若否，根据预存的返航点控制无人机进行返航；若是，根据预存的偏移点控制无人机进行返航；
返航模块控制旋翼无人机进行返航中，建立多频带协作频谱感知优化路径模型；
初始化参数；包括种群大小，控制参数'limit'和最大迭代次数Tmax；初始化迭代次数t＝1，随机生成一个含有SN个解的初始种群，每个解xi(i＝1,2,...,SN)是一个D维矢量，xi＝[ωi,γi]，D＝(N+1)*K，其中w是控制中心给各执行模块统计信息所分配的权值因子，γ是判决门限，N是协作感知的执行模块数，K是子带数目；
计算每个解的适应度值，所述适应度函数定义为目标源的收益率；根据目标源的收益率记录当前最好的解Xbest,G；
引领蚁搜索邻域中的目标源，产生新解Newi,G+1；
利用交叉算子，引领蚁根据新解Newi,G+1和对应的父代个体Xi,G得到试验向量；
从试验向量值与原来的目标源之间选择出收益率更高的目标源；计算当前所有目标源的适应度值，并根据适应度值计算每个目标源对应的选择概率；
跟随蚁根据得到的概率选择目标源，并搜索邻域中的目标源，产生新解，并计算适应度值；在新解和原来的解之间选择出收益率更高的解；
判断是否有要放弃的解，即如果某个解经过多次循环之后没有得到改善，随机产生一个新解来替代该解；
一次迭代结束后，记录当前最好的解；
判断迭代次数t是否达到最大迭代次数Tmax，若达到，输出全局最优Xopt,并根据式fi＝rT(1-Pf(ωi,γi))，xi＝[ωi,γi]得到系统的吞吐量；否则迭代次数t＝t+1；通过上述处理过程，旋翼无人机得到最优路径；
所述多频带协作频谱感知优化路径模型为：
s.t.cT(1-Pd(W,γ))≤ε
1-Pd(W,γ)≤α
1-Pf(W,γ)≥β
其中，W＝[ω1,ω2,...,ωK]是权值因子，γ＝[γ1,γ2,...γK]是判决门限，K表示子带数目，rT＝[r1,r2,...,rK]是实现的吞吐率，cT＝[c1,c2,...,cK]是代价系数，ε代表系统总的干扰，α＝[α1,α2,...,αK]T表示每个子带的干扰限制，β＝[β1,β2,...,βK]T是每个子带实现的最小机会频谱利用率，是虚警概率，其中第k个子带的虚警概率表示为是检测概率，其中第k个子带的检测概率表示为M是检测区间长度，是噪声功率，Gk＝[|Hk(1)|2,|Hk(2)|2,...|Hk(N)|2]T是主发送执行模块和次级接收执行模块间的信道增益，N表示协作执行模块的数目；
收益率计算公式如下：
根据式得到每个目标源的收益率，其中fi是目标函数f
i＝rT(1-Pf(ωi,γi))；
引领蚁搜索邻域中的目标源，产生新解Newi,G+1的计算公式为：根据式引领蚁产生新解，其中i＝1,2,...,SN，随机生成r1,r2,r3,r4∈{1,2,...,SN}，且满足i≠r1≠r2≠r3≠r4，Xbest,G是当前最好的解，变异概率Pm∈[0,1]，Pm＝0.5；
利用交叉算子，引领蚁根据步骤四的新解Newi,G+1和对应的父代个体Xi,G得到试验向量的计算公式为：
根据式得到试验向量Ti,G+1(Ti1,G+1,Ti2,G+1,...,TiD,G+1)，其中j＝1,2,...,D，rind(i)是从[1,2,...,D]中随机选取的，交叉概率Pc∈[0,1]，Pc＝0.9；
根据式计算出每个目标源的选择概率，跟随蚁根据目标源的收益率大小，按照轮盘赌的选择策略来选择目标源，其中fiti是目标源i的适应度值，即收益率；
根据式跟随蚁产生新解，其中Xfol,j是跟随蚁选择的目标源，fol∈{1,2,...SN}和Xr1,j,Xr2,jr1,r2∈{1,2,...,SN}满足fol≠r1≠r2，三者均通过轮盘赌策略得到，Rij是介于-1和1之间的随机数；
根据式某个经过多次循环没有得到改善的解被该随机产生的新解代替。
步骤四，通过显示模块利用显示器显示参数设定界面、采集的图像数据。
进一步，所述测距方法还包括：通过所述放大器调整所述发射端向外发射的红外光的强度；
所述红外测距部件上还设置有旋转部；所述测距方法还包括：
控制所述旋转部带动所述红外测距部件按照预设旋转方式旋转，以使所述红外测距部件感测不同方向的障碍物。
进一步，所述测距方法还包括：
根据所述反射光的方向信息，确定所述障碍物相对于所述无人机的方位；
实时获取所述障碍物相对于所述无人机的距离和方位；
根据实时获取的所述障碍物的距离和方位，确定所述障碍物在预设时间间隔内的距离变化信息和方位变化信息；
根据所述距离变化信息和所述方位变化信息，确定所述障碍物的运动轨迹；
确定所述无人机当前的飞行模式；所述飞行模式包括跟踪模式或避障模式；
根据所述无人机当前的飞行模式与所述障碍物的运动轨迹，确定所述无人机的飞行轨迹。
进一步，所述根据所述无人机当前的飞行模式与所述障碍物的运动轨迹，确定所述无人机的飞行轨迹的步骤，包括：
如果所述无人机当前的飞行模式为跟踪模式，控制所述无人机的飞行轨迹与所述障碍物的运动轨迹一致；
如果所述无人机当前的飞行模式为避障模式，控制所述无人机的飞行轨迹与所述障碍物的运动轨迹不一致。
进一步，根据预存的返航点控制无人机进行返航之前包括：
获取所述预存的返航点的位置信息；
所述根据预存的返航点控制无人机进行返航包括：
根据所获取的所述预存的返航点的位置信息，控制无人机返航至所述预存返航点上空；
控制无人机进行自动降落；
所述根据预存的偏移点控制无人机进行返航之前包括：
获取所述预存的偏移点的位置信息；
所述根据预存的偏移点控制无人机进行返航包括：
根据所获取的所述预存的偏移点的位置信息，控制无人机返航至所述预存的偏移点上空；
在所述无人机返航至所述预存的偏移点上空时，根据所述预存的位移修正量对无人机进行逆向修正，使无人机由所述预存的偏移点上空航行至所述预存的返航点上空；
所述预存的位移修正量、预存的返航点、预存的偏移点通过以下步骤获得：
接收控制终端发送的起飞指令；
根据所述起飞指令控制无人机起飞；
在无人机起飞过程中，判断无人机的定位精度是否满足预设条件；
若是，记录无人机当前的起飞点，所述当前的起飞点作为所述预存的返航点；
若否，启动位移监测模块实时监测无人机的水平位移；
再次判断无人机的定位精度是否满足预设条件；
若是，记录无人机当前的水平位移和，记录无人机的当前飞行点；所述当前的水平位移为所述预存的位移修正量，所述当前飞行点作为所述预存的偏移点。
本发明的另一目的在于提供一种终端，所述终端实现所述旋翼无人机多发灭火水弹装置的控制方法的信息数据处理终端。
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述的旋翼无人机多发灭火水弹装置的控制方法。
本发明的另一目的在于提供一种旋翼无人机多发灭火水弹装置的控制系统，所述旋翼无人机多发灭火水弹装置的控制系统包括：
参数设定模块，与主控模块连接，用于通过按键设定旋翼无人机多发灭火水弹装置操作参数；
摄像模块，与主控模块连接，用于通过摄像器采集飞行环境的图像数据；
测距模块，与主控模块连接，用于通过红外测距部件对旋翼无人机进行飞行测距操作；
主控模块，与参数设定模块、摄像模块、测距模块、无线模块、升降飞行模块、弹射模块、返航模块、显示模块连接，用于通过集成电路板控制各个模块正常工作；
无线模块，与主控模块、遥控模块连接，用于通过无线发射器发射无线信号；
遥控模块，与无线模块连接，用于通过无线遥控器连接无线信号进行无线控制旋翼无人机；
升降飞行模块，与主控模块连接，用于通过旋翼对无人机的升级飞行进行控制；
弹射模块，与主控模块连接，用于通过弹射器对机载的多发灭火水弹进行弹射灭火操作；
返航模块，与主控模块连接，用于通过返航指令控制旋翼无人机进行返航操作；
显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示参数设定界面、采集的图像数据。
本发明的另一目的在于提供一种搭载所述旋翼无人机多发灭火水弹装置的控制系统的旋翼无人机多发灭火水弹装置。
本发明的另一目的在于提供一种搭载所述旋翼无人机多发灭火水弹装置的旋翼无人机。
本发明的优点及积极效果为：
本发明通过测距模块利用红外测距部件向外发射红外光并接收与红外光对应的反射光，进而根据反射光的光强信息测定障碍物相对于无人机的距离。由于红外测距部件大多成本较低，结构简单便于安装，而且红外光不会受到可见光等周围环境的影响，灵敏度也较高，具有较强的普适性；同时，通过返航模块在接收到控制发送或失连保护自动触发或低电量保护自动触发的返航指令时，先对预存的位移修正量进行判断，并在预存的位移修正量无效时根据预存的返航点控制无人机返航，或者在预存的位移修正量有效时根据预存的偏移点控制无人机返航，进而可以确保无人机即使在GPS多路径干扰较大的环境下起飞，保证无人机仍可以精确返航，避免在该情况下无人机未能准确返航到起飞位置，从而造成无人机丢失或其他安全事故，另外，在空旷区域时GPS卫星良好环境下，无人机搜索卫星未准备就绪起飞的情况下，可保证无人机仍可以精确返航。
本发明通过返航模块利用返航指令控制旋翼无人机进行返航操作；接收控制终端发送或失连保护自动触发或低电量保护自动触发的返航指令；判断预存的位移修正量是否有效；若否，根据预存的返航点控制无人机进行返航；若是，根据预存的偏移点控制无人机进行返航；返航模块控制旋翼无人机进行返航中，建立多频带协作频谱感知优化路径模型；初始化参数；计算每个解的适应度值，所述适应度函数定义为目标源的收益率；根据目标源的收益率记录当前最好的解Xbest,G；引领蚁搜索邻域中的目标源，产生新解Newi,G+1；利用交叉算子，引领蚁根据新解Newi,G+1和对应的父代个体Xi,G得到试验向量；从试验向量值与原来的目标源之间选择出收益率更高的目标源；计算当前所有目标源的适应度值，并根据适应度值计算每个目标源对应的选择概率；跟随蚁根据得到的概率选择目标源，并搜索邻域中的目标源，产生新解，并计算适应度值；在新解和原来的解之间选择出收益率更高的解；判断是否有要放弃的解，即如果某个解经过多次循环之后没有得到改善，随机产生一个新解来替代该解；一次迭代结束后，记录当前最好的解；判断迭代次数t是否达到最大迭代次数Tmax，若达到，输出全局最优Xopt,并根据式fi＝rT(1-Pf(ωi,γi))，xi＝[ωi,γi]得到系统的吞吐量；否则迭代次数t＝t+1；通过上述处理过程，旋翼无人机得到最优路径。
附图说明
图1是本发明实施例提供的旋翼无人机多发灭火水弹装置的控制系统图。
图中：1、参数设定模块；2、摄像模块；3、测距模块；4、主控模块；5、无线模块；6、遥控模块；7、升降飞行模块；8、弹射模块；9、返航模块；10、显示模块。
图2是本发明实施例提供的旋翼无人机多发灭火水弹装置的控制方法流程图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明包括。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的旋翼无人机多发灭火水弹装置包括：参数设定模块1、摄像模块2、测距模块3、主控模块4、无线模块5、遥控模块6、升降飞行模块7、弹射模块8、返航模块9、显示模块10。
参数设定模块1，与主控模块4连接，用于通过按键设定旋翼无人机多发灭火水弹装置操作参数；
摄像模块2，与主控模块4连接，用于通过摄像器采集飞行环境的图像数据；
测距模块3，与主控模块4连接，用于通过红外测距部件对旋翼无人机进行飞行测距操作；
主控模块4，与参数设定模块1、摄像模块2、测距模块3、无线模块5、升降飞行模块7、弹射模块8、返航模块9、显示模块10连接，用于通过集成电路板控制各个模块正常工作；
无线模块5，与主控模块4、遥控模块6连接，用于通过无线发射器发射无线信号；
遥控模块6，与无线模块5连接，用于通过无线遥控器连接无线信号进行无线控制旋翼无人机；
升降飞行模块7，与主控模块4连接，用于通过旋翼对无人机的升级飞行进行控制；
弹射模块8，与主控模块4连接，用于通过弹射器对机载的多发灭火水弹进行弹射灭火操作；
返航模块9，与主控模块4连接，用于通过返航指令控制旋翼无人机进行返航操作；
显示模块10，与主控模块4连接，用于通过显示器显示参数设定界面、采集的图像数据。
如图2所示，本发明实施例提供的旋翼无人机多发灭火水弹装置的控制方法包括：
S101，通过参数设定模块利用按键设定旋翼无人机多发灭火水弹装置操作参数；通过摄像模块利用摄像器采集飞行环境的图像数据；通过测距模块利用红外测距部件对旋翼无人机进行飞行测距操作。
S102，主控模块通过无线模块利用无线发射器发射无线信号；通过遥控模块利用无线遥控器连接无线信号进行无线控制旋翼无人机；通过升降飞行模块利用旋翼对无人机的升级飞行进行控制；通过弹射模块利用弹射器对机载的多发灭火水弹进行弹射灭火操作。
S103，通过返航模块利用返航指令控制旋翼无人机进行返航操作。
S104，通过显示模块利用显示器显示参数设定界面、采集的图像数据。
步骤S103中，返航模块控制旋翼无人机进行返航中，建立多频带协作频谱感知优化路径模型；
初始化参数；包括种群大小，控制参数'limit'和最大迭代次数Tmax；初始化迭代次数t＝1，随机生成一个含有SN个解的初始种群，每个解xi(i＝1,2,...,SN)是一个D维矢量，xi＝[ωi,γi]，D＝(N+1)*K，其中w是控制中心给各执行模块统计信息所分配的权值因子，γ是判决门限，N是协作感知的执行模块数，K是子带数目；
计算每个解的适应度值，所述适应度函数定义为目标源的收益率；根据目标源的收益率记录当前最好的解Xbest,G；
引领蚁搜索邻域中的目标源，产生新解Newi,G+1；
利用交叉算子，引领蚁根据新解Newi,G+1和对应的父代个体Xi,G得到试验向量；
从试验向量值与原来的目标源之间选择出收益率更高的目标源；计算当前所有目标源的适应度值，并根据适应度值计算每个目标源对应的选择概率；
跟随蚁根据得到的概率选择目标源，并搜索邻域中的目标源，产生新解，并计算适应度值；在新解和原来的解之间选择出收益率更高的解；
判断是否有要放弃的解，即如果某个解经过多次循环之后没有得到改善，随机产生一个新解来替代该解；
一次迭代结束后，记录当前最好的解；
判断迭代次数t是否达到最大迭代次数Tmax，若达到，输出全局最优Xopt,并根据式fi＝rT(1-Pf(ωi,γi))，xi＝[ωi,γi]得到系统的吞吐量；否则迭代次数t＝t+1；通过上述处理过程，旋翼无人机得到最优路径；
所述多频带协作频谱感知优化路径模型为：
s.t.cT(1-Pd(W,γ))≤ε
1-Pd(W,γ)≤α
1-Pf(W,γ)≥β
其中，W＝[ω1,ω2,...,ωK]是权值因子，γ＝[γ1,γ2,...γK]是判决门限，K表示子带数目，rT＝[r1,r2,...,rK]是实现的吞吐率，cT＝[c1,c2,...,cK]是代价系数，ε代表系统总的干扰，α＝[α1,α2,...,αK]T表示每个子带的干扰限制，β＝[β1,β2,...,βK]T是每个子带实现的最小机会频谱利用率，是虚警概率，其中第k个子带的虚警概率表示为是检测概率，其中第k个子带的检测概率表示为M是检测区间长度，是噪声功率，Gk＝[|Hk(1)|2,|Hk(2)|2,...|Hk(N)|2]T是主发送执行模块和次级接收执行模块间的信道增益，N表示协作执行模块的数目；
收益率计算公式如下：
根据式得到每个目标源的收益率，其中fi是目标函数f
i＝rT(1-Pf(ωi,γi))；
引领蚁搜索邻域中的目标源，产生新解Newi,G+1的计算公式为：根据式引领蚁产生新解，其中i＝1,2,...,SN，随机生成r1,r2,r3,r4∈{1,2,...,SN}，且满足i≠r1≠r2≠r3≠r4，Xbest,G是当前最好的解，变异概率Pm∈[0,1]，Pm＝0.5；
利用交叉算子，引领蚁根据步骤四的新解Newi,G+1和对应的父代个体Xi,G得到试验向量的计算公式为：
根据式得到试验向量Ti,G+1(Ti1,G+1,Ti2,G+1,...,TiD,G+1)，其中j＝1,2,...,D，rind(i)是从[1,2,...,D]中随机选取的，交叉概率Pc∈[0,1]，Pc＝0.9；
根据式计算出每个目标源的选择概率，跟随蚁根据目标源的收益率大小，按照轮盘赌的选择策略来选择目标源，其中fiti是目标源i的适应度值，即收益率；
根据式跟随蚁产生新解，其中Xfol,j是跟随蚁选择的目标源，fol∈{1,2,...SN}和Xr1,j,Xr2,jr1,r2∈{1,2,...,SN}满足fol≠r1≠r2，三者均通过轮盘赌策略得到，Rij是介于-1和1之间的随机数；
根据式某个经过多次循环没有得到改善的解被该随机产生的新解代替。
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
本发明提供的测距模块3测距方法包括：
(1)通过所述红外测距部件的发射端向外发射红外光；
(2)通过所述红外测距部件的接收端接收与所述红外光对应的反射光；
(3)根据所述反射光的光强信息测定障碍物相对于所述无人机的距离。
本发明提供的测距方法还包括：通过所述放大器调整所述发射端向外发射的红外光的强度。
本发明提供的红外测距部件上还设置有旋转部；所述方法还包括：
控制所述旋转部带动所述红外测距部件按照预设旋转方式旋转，以使所述红外测距部件感测不同方向的障碍物。
本发明提供的测距方法还包括：
根据所述反射光的方向信息，确定所述障碍物相对于所述无人机的方位；
实时获取所述障碍物相对于所述无人机的距离和方位；
根据实时获取的所述障碍物的距离和方位，确定所述障碍物在预设时间间隔内的距离变化信息和方位变化信息；
根据所述距离变化信息和所述方位变化信息，确定所述障碍物的运动轨迹；
确定所述无人机当前的飞行模式；所述飞行模式包括跟踪模式或避障模式；
根据所述无人机当前的飞行模式与所述障碍物的运动轨迹，确定所述无人机的飞行轨迹。
本发明提供的根据所述无人机当前的飞行模式与所述障碍物的运动轨迹，确定所述无人机的飞行轨迹的步骤，包括：
如果所述无人机当前的飞行模式为跟踪模式，控制所述无人机的飞行轨迹与所述障碍物的运动轨迹一致；
如果所述无人机当前的飞行模式为避障模式，控制所述无人机的飞行轨迹与所述障碍物的运动轨迹不一致。
实施例2
本发明提供的返航模块9返航方法包括：
1)接收控制终端发送或失连保护自动触发或低电量保护自动触发的返航指令；
2)判断预存的位移修正量是否有效；
若否，根据预存的返航点控制无人机进行返航；
若是，根据预存的偏移点控制无人机进行返航。
本发明提供的根据预存的返航点控制无人机进行返航之前包括：
获取所述预存的返航点的位置信息；
所述根据预存的返航点控制无人机进行返航包括：
根据所获取的所述预存的返航点的位置信息，控制无人机返航至所述预存返航点上空；
控制无人机进行自动降落。
本发明提供的根据预存的偏移点控制无人机进行返航之前包括：
获取所述预存的偏移点的位置信息；
所述根据预存的偏移点控制无人机进行返航包括：
根据所获取的所述预存的偏移点的位置信息，控制无人机返航至所述预存的偏移点上空；
在所述无人机返航至所述预存的偏移点上空时，根据所述预存的位移修正量对无人机进行逆向修正，使无人机由所述预存的偏移点上空航行至所述预存的返航点上空。
本发明提供的预存的位移修正量、预存的返航点、预存的偏移点通过以下步骤获得：
接收控制终端发送的起飞指令；
根据所述起飞指令控制无人机起飞；
在无人机起飞过程中，判断无人机的定位精度是否满足预设条件；
若是，记录无人机当前的起飞点，所述当前的起飞点作为所述预存的返航点；
若否，启动位移监测模块实时监测无人机的水平位移；
再次判断无人机的定位精度是否满足预设条件；
若是，记录无人机当前的水平位移和，记录无人机的当前飞行点；所述当前的水平位移为所述预存的位移修正量，所述当前飞行点作为所述预存的偏移点。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字执行模块线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种旋翼无人机多发灭火水弹装置的控制方法，其特征在于，所述旋翼无人机多发灭火水弹装置的控制方法包括：
步骤一，通过参数设定模块利用按键设定旋翼无人机多发灭火水弹装置操作参数；通过摄像模块利用摄像器采集飞行环境的图像数据；
通过测距模块利用红外测距部件对旋翼无人机进行飞行测距操作；通过所述红外测距部件的发射端向外发射红外光；通过所述红外测距部件的接收端接收与所述红外光对应的反射光；根据所述反射光的光强信息测定障碍物相对于所述无人机的距离；
步骤二，主控模块通过无线模块利用无线发射器发射无线信号；通过遥控模块利用无线遥控器连接无线信号进行无线控制旋翼无人机；通过升降飞行模块利用旋翼对无人机的升级飞行进行控制；通过弹射模块利用弹射器对机载的多发灭火水弹进行弹射灭火操作；
步骤三，通过返航模块利用返航指令控制旋翼无人机进行返航操作；接收控制终端发送或失连保护自动触发或低电量保护自动触发的返航指令；判断预存的位移修正量是否有效；若否，根据预存的返航点控制无人机进行返航；若是，根据预存的偏移点控制无人机进行返航；
返航模块控制旋翼无人机进行返航中，建立多频带协作频谱感知优化路径模型；
初始化参数；计算每个解的适应度值，所述适应度函数定义为目标源的收益率；根据目标源的收益率记录当前最好的解；
引领蚁搜索邻域中的目标源，产生新解；
利用交叉算子，引领蚁根据新解和对应的父代个体得到试验向量；
从试验向量值与原来的目标源之间选择出收益率更高的目标源；计算当前所有目标源的适应度值，并根据适应度值计算每个目标源对应的选择概率；
跟随蚁根据得到的概率选择目标源，并搜索邻域中的目标源，产生新解，并计算适应度值；在新解和原来的解之间选择出收益率更高的解；
判断是否有要放弃的解，即如果某个解经过多次循环之后没有得到改善，随机产生一个新解来替代该解；
一次迭代结束后，记录当前最好的解；
判断迭代次数是否达到最大迭代次数，若达到，输出全局最优解,通过上述处理过程，旋翼无人机得到最优路径；
步骤四，通过显示模块利用显示器显示参数设定界面、采集的图像数据。
2.如权利要求1所述旋翼无人机多发灭火水弹装置的控制方法，其特征在于，所述测距方法还包括：通过所述放大器调整所述发射端向外发射的红外光的强度；
所述红外测距部件上还设置有旋转部；所述测距方法还包括：
控制所述旋转部带动所述红外测距部件按照预设旋转方式旋转，以使所述红外测距部件感测不同方向的障碍物。
3.如权利要求1所述旋翼无人机多发灭火水弹装置的控制方法，其特征在于，所述测距方法还包括：
根据所述反射光的方向信息，确定所述障碍物相对于所述无人机的方位；
实时获取所述障碍物相对于所述无人机的距离和方位；
根据实时获取的所述障碍物的距离和方位，确定所述障碍物在预设时间间隔内的距离变化信息和方位变化信息；
根据所述距离变化信息和所述方位变化信息，确定所述障碍物的运动轨迹；
确定所述无人机当前的飞行模式；所述飞行模式包括跟踪模式或避障模式；
根据所述无人机当前的飞行模式与所述障碍物的运动轨迹，确定所述无人机的飞行轨迹。
4.如权利要求3所述旋翼无人机多发灭火水弹装置的控制方法，其特征在于，所述根据所述无人机当前的飞行模式与所述障碍物的运动轨迹，确定所述无人机的飞行轨迹的步骤，包括：
如果所述无人机当前的飞行模式为跟踪模式，控制所述无人机的飞行轨迹与所述障碍物的运动轨迹一致；
如果所述无人机当前的飞行模式为避障模式，控制所述无人机的飞行轨迹与所述障碍物的运动轨迹不一致。
5.如权利要求1所述旋翼无人机多发灭火水弹装置的控制方法，其特征在于，根据预存的返航点控制无人机进行返航之前包括：
获取所述预存的返航点的位置信息；
所述根据预存的返航点控制无人机进行返航包括：
根据所获取的所述预存的返航点的位置信息，控制无人机返航至所述预存返航点上空；
控制无人机进行自动降落；
所述根据预存的偏移点控制无人机进行返航之前包括：
获取所述预存的偏移点的位置信息；
所述根据预存的偏移点控制无人机进行返航包括：
根据所获取的所述预存的偏移点的位置信息，控制无人机返航至所述预存的偏移点上空；
在所述无人机返航至所述预存的偏移点上空时，根据所述预存的位移修正量对无人机进行逆向修正，使无人机由所述预存的偏移点上空航行至所述预存的返航点上空；
所述预存的位移修正量、预存的返航点、预存的偏移点通过以下步骤获得：
接收控制终端发送的起飞指令；
根据所述起飞指令控制无人机起飞；
在无人机起飞过程中，判断无人机的定位精度是否满足预设条件；
若是，记录无人机当前的起飞点，所述当前的起飞点作为所述预存的返航点；
若否，启动位移监测模块实时监测无人机的水平位移；
再次判断无人机的定位精度是否满足预设条件；
若是，记录无人机当前的水平位移和，记录无人机的当前飞行点；所述当前的水平位移为所述预存的位移修正量，所述当前飞行点作为所述预存的偏移点。
6.一种终端，其特征在于，所述终端实现权利要求1～5任意一项所述旋翼无人机多发灭火水弹装置的控制方法的信息数据处理终端。
7.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-5任意一项所述的旋翼无人机多发灭火水弹装置的控制方法。
8.一种旋翼无人机多发灭火水弹装置的控制系统，其特征在于，所述旋翼无人机多发灭火水弹装置的控制系统包括：
参数设定模块，与主控模块连接，用于通过按键设定旋翼无人机多发灭火水弹装置操作参数；
摄像模块，与主控模块连接，用于通过摄像器采集飞行环境的图像数据；
测距模块，与主控模块连接，用于通过红外测距部件对旋翼无人机进行飞行测距操作；
主控模块，与参数设定模块、摄像模块、测距模块、无线模块、升降飞行模块、弹射模块、返航模块、显示模块连接，用于通过集成电路板控制各个模块正常工作；
无线模块，与主控模块、遥控模块连接，用于通过无线发射器发射无线信号；
遥控模块，与无线模块连接，用于通过无线遥控器连接无线信号进行无线控制旋翼无人机；
升降飞行模块，与主控模块连接，用于通过旋翼对无人机的升级飞行进行控制；
弹射模块，与主控模块连接，用于通过弹射器对机载的多发灭火水弹进行弹射灭火操作；
返航模块，与主控模块连接，用于通过返航指令控制旋翼无人机进行返航操作；
显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示参数设定界面、采集的图像数据。
9.一种搭载权利要求8所述旋翼无人机多发灭火水弹装置的控制系统的旋翼无人机多发灭火水弹装置。
10.一种搭载权利要求9所述旋翼无人机多发灭火水弹装置的旋翼无人机。
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