2025-08-08
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1.一种无人机群的自协同方法,所述无人机群包括多个无人机,所述多个无人机包括
基于所述第二无人机的视觉信息,建立所述第一无人机至所述第二无人机的下行光通
将需要发送给所述第二无人机的下行信息调制到光载波上,并将得到的第一调制信号
接收所述第二无人机通过所述第二无人机至所述第一无人机的上行光通信链路发送
的第二调制信号;其中,所述上行光通信链路由所述第二无人机逆反射所述第一调制信号
的光载波形成,所述第二调制信号由所述第二无人机将针对所述下行信息的应答信息调制
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第二无人机的视觉信息为表征光强信
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,获取的所述第二无人机的视觉信息,包括:
分别利用光敏阵列中的各光敏单元,对包括所述第二无人机的观测场景中的对应空间
区域进行光信号采集、并将采集到的光信号转换成表征光强信息的脉冲信号,得到脉冲信
基于所述脉冲信号阵列进行图像重建,得到重建图像序列,所述重建图像序列基于时
基于所述重建图像序列进行所述第二无人机检测,得到所述第二无人机的视觉信息。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,基于所述重建图像序列进行所述第二无人
基于所述重建图像序列进行所述第二无人机的视觉特征检测和逆反射光斑的视觉特
5.根据权利要求1‑4任一所述的方法,其特征在于,基于所述第二无人机的视觉信息,
基于所述第二无人机的视觉信息,对所述第二无人机进行视觉定位,得到所述第二无
基于所述视觉定位结果,建立所述第一无人机至所述第二无人机的下行光通信链路。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,基于所述第二无人机的视觉信息,对所述
基于从所述重建图像序列中至少两帧重建图像检测到的所述第二无人机的视觉信息、
以及所述至少两帧重建图像对应的采样时刻,获取所述第二无人机的视觉定位结果。
7.根据权利要求5或6所述的方法,其特征在于,所述视觉定位结果包括以下任意一项
或多项:位置,高度,朝向,速度,所述第一无人机与所述第二无人机之间的距离。
8.根据权利要求5‑7任一所述的方法,其特征在于,基于所述视觉定位结果,建立所述
基于所述视觉定位结果,调整所述第一无人机上激光发射器发射的激光方向进行扫
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,将得到的第一调制信号通过所述下行光通
利用所述第二无人机上的反射调制单元逆反射所述第一调制信号的激光载波,建立所
述第二无人机至所述第一无人机的上行激光链路;其中,所述上行光通信链路包括所述上
利用所述第二无人机上的激光接收器或脉冲相机接收所述第一调制信号,并对所述第
利用所述反射调制单元,将所述应答信息调制到逆反射的激光载波上,并将得到的第
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,接收所述第二无人机通过所述第二无人
利用所述第一无人机上的激光接收器或脉冲相机接收所述反射调制单元通过所述上
11.根据权利要求5‑7任一所述的方法,其特征在于,基于所述视觉定位结果,建立所述
基于所述视觉定位结果和所述下行信息,确定发光二极管LED阵列的并发通信的链路
基于所述并发通信的链路数量N,利用所述LED阵列建立所述第一无人机至所述第二无
人机的N条下行可见光通信链路;其中,所述下行光通信链路包括所述下行可见光通信链
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,基于所述并发通信的链路数量N,利用所
述LED阵列建立所述第一无人机至所述第二无人机的N条下行可见光通信链路,包括:
响应于所述并发通信的链路数量N大于1,基于LED位置与通信链路之间的对应关系,确
将需要发送给所述第二无人机的下行信息调制到光载波上,并将得到的第一调制信号
基于链路数量与待发送信息之间的对应关系,分别确定所述下行信息中需要通过各条
分别将各部分下行信息对应调制到对应的各条下行可见光通信链路的可见光载波上,
并将得到的各部分下行调制信号通过对应的下行可见光通信链路发送给所述第二无人机;
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,将得到的各部分下行调制信号通过对应
利用所述第二无人机上的反射调制单元逆反射所述各部分下行调制信号的可见光载
波,建立所述第二无人机至所述第一无人机的N条上行可见光链路;其中,所述上行光通信
利用所述第二无人机上的脉冲相机接收所述各部分下行调制信号,并对所述各部分下
响应于所述目标上行可见光链路的数量等于1,利用所述反射调制单元,将所述应答信
息调制到逆反射的、所述目标上行可见光链路对应的可见光载波上,并将得到的第二调制
响应于所述目标上行可见光链路的数量大于1,基于链路数量与待发送信息之间的对
应关系,分别确定所述应答信息中需要通过各条上行可见光通信链路发送的部分上行信
利用所述反射调制单元,分别将各部分上行信息对应调制到逆反射的、各条目标上行
可见光通信链路对应的可见光载波上,并将得到的各部分上行调制信号通过对应的目标上
14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,响应于所述目标上行可见光链路的数量
大于1,接收所述第二无人机通过所述第二无人机至所述第一无人机的上行光通信链路发
利用所述第一无人机上的脉冲相机接收通过所述各条目标上行可见光通信链路发送
15.根据权利要求11‑14任一所述的方法,其特征在于,基于所述并发通信的链路数量
N,利用所述LED阵列建立所述第一无人机至所述第二无人机的N条下行可见光通信链路,包
响应于所述并发通信的链路数量N等于1,利用所述LED阵列建立一条所述第一无人机
将需要发送给所述第二无人机的下行信息调制到可见光载波上,并将得到的第一调制
分别将所述下行信息调制到所述LED阵列中各LED发射的可见光载波上,得到第一调制
16.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,将所述聚合调制信号通过所述下行可见
利用所述第二无人机上的反射调制单元逆反射所述聚合调制信号的可见光载波,建立
一条所述第二无人机至所述第一无人机的上行可见光链路;其中,所述上行光通信链路包
利用所述第二无人机上的脉冲相机接收所述聚合调制信号,并对所述聚合调制信号进
利用所述反射调制单元,将所述应答信息调制到逆反射的可见光载波上,并将得到的
17.根据权利要求1‑16任一所述的方法,其特征在于,所述下行信息包括查询指令;针
对所述下行信息的应答信息包括以下任意一项或多项:任务规划、飞行状态、传感信息;
基于所述规划结果生成对所述多个无人机中第三无人机的控制信息,将所述控制信息
调制到光载波上,并将得到的第三调制信号通过所述第一无人机至所述第三无人机的下行
利用所述第三无人机上的激光接收器或脉冲相机接收所述第三调制信号,并对所述第
三调制信号进行解调,得到所述控制信息,以便基于所述控制信息对所述第三无人机进行
18.一种无人机群的自协同装置,所述无人机群包括多个无人机,所述多个无人机包括
第一无人机和第二无人机,其特征在于,所述自协同装置包括:设置于所述第一无人机的第
一获取单元、发射单元、调制单元、第一接收单元和第一解调单元,设置于所述第二无人机
所述发射单元,用于基于所述第二无人机的视觉信息,建立所述第一无人机至所述第
所述调制单元,用于将需要发送给所述第二无人机的下行信息调制到所述发射单元发
射的光载波上,以将得到的第一调制信号通过所述下行光通信链路发送给所述第二无人
所述第一接收单元,用于接收所述第二无人机通过所述第二无人机至所述第一无人机
所述第一解调单元,用于对所述第二调制信号进行解调,得到针对所述下行信息的应
所述反射调制单元,用于逆反射所述光载波,建立所述第二无人机至所述第一无人机
的上行光通信链路;以及将所述应答信息调制到逆反射的激光载波上,并将得到的第二调
所述第二获取单元,用于获取所述第二无人机针对所述下行信息的所述应答信息。
19.一种电子设备,其特征在于,包括:处理器,以及与所述处理器通信连接的存储器,
所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令,以控制所述自协同装置实现权利
20.根据权利要求19所述的设备,其特征在于,所述电子设备包括以下任意一项:脉冲
相机、高速相机、视觉相机、音频播放器、视频播放器、导航设备、固定位置终端、娱乐单元、
智能手机、通信设备、移动设备、机动交通工具中的设备、车载摄像头、手机摄像头、运动或
可穿戴式相机、交通摄像头、工业检测相机、安装在可飞行物体上的摄像头、医疗摄像头、安
21.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序指令,其特征在于,该计算机程
22.一种计算机程序产品,包括计算机程序指令,其特征在于,该计算机程序指令被处
本公开涉及无人机控制技术、通信技术、脉冲视觉技术,尤其是一种无人机群的自
的无人驾驶飞行器。随着无人机技术的不断发展,其应用领域也在不断扩大,目前已广泛应
用于军事作战、物流运输、农作物监测、灾后PG电子官方平台救援、影视拍摄等各领域。同时,单架无人机由
于软硬件条件的限制,在可靠性、任务执行效果等方面所能发挥的作用将极为有限。相对而
言,由多架无人机组成的无人机群协同工作可克服单机软硬件条件的限制,提高系统可靠
自主飞行,适用于单机无协同飞行,不适合多无人机群控制。在无人机群协同工作场景下,
无人机之间需要相互通信、协调、规避互撞等,目前主要依靠人工干预或基于地面基础设施
的集中式协同,存在调度困难、智能度低等问题,从而限制了无人机群的任务执行效率。
发送的第二调制信号;其中,所述上行光通信链路由所述第二无人机逆反射所述第一调制
信号的光载波形成,所述第二调制信号由所述第二无人机将针对所述下行信息的应答信息
括多个无人机,所述多个无人机包括第一无人机和第二无人机,所述自协同装置包括:设置
于所述第一无人机的第一获取单元、发射单元、调制单元、第一接收单元和第一解调单元,
设置于所述第二无人机的反射调制单元、第二接收单元、第二解调单元和第二获取单元;
元发射的光载波上,以将得到的第一调制信号通过所述下行光通信链路发送给所述第二无
人机的上行光通信链路;以及将所述应答信息调制到逆反射的激光载波上,并将得到的第
本公开实施例的又一个方面,提供一种电子设备,包括:处理器,以及与所述处理
程序,该计算机程序被处理器执行时,实现本公开上述任一实施例所述的自协同方法。
本公开实施例的再一个方面,提供一种计算机程序产品,包括计算机程序,所述计
基于本公开上述实施例提供的无人机群的自协同方法和装置、设备、程序和介质,
通过获取第二无人机的视觉信息,基于该第二无人机的视觉信息建立第一无人机至第二无
人机的下行光通信链路,之后,将需要发送给第二无人机的下行信息调制到光载波上,并将
得到的第一调制信号通过下行光通信链路发送给第二无人机,由第二无人机逆反射第一调
制信号的光载波形成第二无人机至第一无人机的上行光通信链路、并将针对下行信息的应
答信息调制到逆反射的光载波上得到的第二调制信号通过该上行光通信链路返回,接收该
第二调制信号并进行解调,得到应答信息。由此,本公开实施例,通过建立下行光通信链路、
逆反射该下行光通信链路形成上行光通信链路,以光通信方式实现了无人机群中无人机之
间的相互通信以交换任务规划、飞行状态和情报等信息、进行协调、规避互撞等,从而实现
了无人机群的自协同工作和机群控制,提高了无人机群调度的便捷性和智能性,有助于提
高无人机群的任务执行效率;此外,通过获取第二无人机的视觉信息,借助该第二无人机的
视觉信息辅助进行第二无人机的定位、从而建立第一无人机至第二无人机的下行光通信链
路,有助于提高光通信链路的建立效率;另外,由第二无人机逆反射第一调制信号的光载波
形成上行光通信链路,即利用同一束光载波实现无人机之间的双向通信,相对于单向光通
信,可以降低功耗、降低延迟、提高通信效率;另外,由于本公开实施例无人机群的自协同不
依赖外部控制,相对于相关技术中无人机主要依靠人工干预或基于地面基础设施的集中式
协同,无需依赖基于无线电的机间通信,可以避免电磁干扰,更具保密性、健壮性、容错性。
体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本
本领域技术人员可以理解,本公开实施例中的“第一”、“第二”等术语仅用于区别
不同步骤、设备或模块等,既不代表任何特定技术含义,也不表示它们之间的必然逻辑顺
还应理解,在本公开实施例中,“多个”可以指两个或两个以上,“至少一个”可以指
还应理解,对于本公开实施例中提及的任一部件、数据或结构,在没有明确限定或
另外,本公开中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存
在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。
同时,应当明白,为了便于描述,附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一
本公开实施例可以应用于终端设备、计算机系统、服务器、自动驾驶系统等电子设
备,其可与众多其它通用或专用计算系统环境或配置一起操作。适于与终端设备、计算机系
统、服务器等电子设备一起使用的众所周知的终端设备、计算系统、环境和/或配置的例子
包括但不限于:个人计算机系统、服务器计算机系统、瘦客户机、厚客户机、手持或膝上设
备、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程消费电子产品、网络个人电脑、小型计算机系统﹑
终端设备、计算机系统、服务器、自动驾驶系统等电子设备可以在由计算机系统执
行的计算机系统可执行指令(诸如程序模块)的一般语境下描述。通常,程序模块可以包括
例程、程序、目标程序、组件、逻辑、数据结构等等,它们执行特定的任务或者实现特定的抽