无人机集群飞行控制思考

说明：

1. 该仅作为对无人机集群的控制的思考，并未进行实际测试，是一个笔记。

背景：

1. 共有2架无人机（至少），需要完成起飞、执行任务、返回的一系列操作。
2. 起飞：使用RTK定位，保证了定位精度。但是坐标的初始值并不确定、无相对位置信息，需要额外处理。
3. 执行任务：执行任务过程中，保证无碰撞、逻辑清晰，可以适配更多架无人机的加入。
   4 返回：自主返回初始位置并降落，中途无碰撞。

已有基础：

1. 有至少两架无人机的仿真时实测物资
2. 基于ROS操作系统

一、无人机集群起飞

考虑无人机坐标问题

1. 坐标补偿量：无人机的初始坐标并不为0，在起飞前进行统计坐标补偿量，将其作为坐标的校准值， 用于后续的坐标输出和目标坐标输入；
2. 坐标系统一：上述操作后，无人机的初始坐标均为0，拥有多个坐标系。选定主无人机（第一架无人机）为统一坐标系的原点，其他无人机均添加坐标偏移量，以主无人机为原点、东北天为u轴的坐标系下偏移量。
3. 优化：上述操作后，无人机集群均工作在统一的坐标系下，与仿真环境匹配。但是需要精准防止从无人机的相对位置，除了距离还有方位均要满足。为了降低方位测量的麻烦（需要指南针等，而距离只需要尺子），使用无人机飞控的指南针，将从无人机的前方指向主无人机，在从无人机起飞后，自动计算相对方位，随后只需要给一个相对距离即可计算出从无人机在统一坐标系下的坐标。
4. 额外问题：基于上述的方案，在固定了相对距离后（其中主无人机的相对距离为0），其起飞位置必须固定，因此后续如果中途降落，应该放置回初始点进行起飞，否则会出现坐标错误的问题。

二、 无人机集群执行任务

考虑无人机间的防碰撞问题

1. 目前采用无人机接替执行，在一架无人机完成后，后一架无人机才进行任务执行。

三、 无人机返回

1. 无人机上升高度2m，调转方向为目标位置进行返回