一种基于激光的同步控制方法及相关装置与流程
1.本方法和装置涉及系统协同搬运领域，尤其涉及一种基于激光的同步控制方法及相关装置。
背景技术：
2.智能体是无人驾驶飞机的简称，除了军事上大量应用外，民用方面的应用就更广，主要有森林防火、边防的缉私、航空拍照、地面的勘探、电网巡逻、管道巡逻、交通管理、城市安防等。但在上述应用中，大部分是单台智能体应用为主，利用多台智能体绳索协同吊运，可以解决单台智能体运力不足的问题，因此，对其进行研究有较大的理论意义和实用价值。中国的此类研究相对较少，中国的赵志刚分析了2台无人直升机吊运系统运动学与稳定性，已初步探讨了紧耦合多机系统的特点。
3.目前协同搬运系统都是采用领航-跟随或者编队的控制方式，在控制时会出现网络延时和控制不同步的情况，从而导致出现两个搬运无人机的配合失误。
技术实现要素：
4.针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于激光的同步控制方法及相关装置，解决了现有技术两个搬运无人机控制不同步的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：本发明的公开了一种基于激光的同步控制方法，所述方法包括：第一无人机的第一激光传感器获取第一无人机和第二无人机协同搬运的货物的第一距离，第二无人机的第二激光传感器获取所述货物的第二距离，所述第一距离和第二距离的误差大于预设值时，所述第一无人机的姿态传感器检测第一无人机的第一姿态，所述第二无人机的图像传感器检测所述第一无人机的第二姿态数据；依据姿态传感器的时间戳和所述图像传感器的时间戳之间的差值确定第一无人机和第二无人机的时间戳同步情况；若第一无人机和第二无人机的时间戳不同步，根据第一无人机中多个传感器的同步情况和第二无人机中多个传感器的同步情况，将第一无人机的主控制器或者第一无人机的主控制器设置为授时设备，并将第一无人机的所有传感器的的时钟和第二无人机的所有传感器的的时钟与所述授时设备的时钟同步。
6.优选地，所述依据姿态传感器的时间戳和所述图像传感器的时间戳之间的差值确定第一无人机和第二无人机的时间戳同步情况；包括：根据姿态传感器检测第一无人机在第一时间戳的第一姿态；获取所述图像传感器检测到第一无人机处于第一姿态的第二时间戳；若所述第一时间戳和所述第二时间戳的差值大于预设值，则认为确定第一无人机和第二无人机的时间戳不同步。
7.优选地，所述判定第一无人机中多个传感器的同步情况和第二无人机中多个传感器的同步情况，包括：获取第一无人机与所述货物的处于第一距离的第一激光传感器的第三时间戳；获取第一无人机的图像传感器检测到第一无人机与所述货物的处于第一距离的第四时间戳；根据所述第三时间戳和所述第四时间戳的差值来判定第一无人机的传感器的同步情况；获取第二无人机与所述货物的处于第二距离的第二激光传感器的第五时间戳；获取第二无人机的图像传感器检测到第二无人机与所述货物的处于第二距离的第六时间戳；根据所述第五时间戳和所述第六时间戳的差值来判定第二无人机的传感器的同步情况。
8.优选地，所述根据第一无人机中多个传感器的同步情况和第二无人机中多个传感器的同步情况，将第一无人机的主控制器或者第一无人机的主控制器设置为授时设备，并将第一无人机的所有传感器的的时钟和第二无人机的所有传感器的的时钟与所述授时设备的时钟同步，包括：若所述第三时间戳和所述第四时间戳的差值小于预设值，所述第五时间戳和所述第六时间戳的差值大于预设值，则将第一无人机的主控制器设置为授时设备，第一无人机的所有传感器和第二无人机的所有传感器期根据第一无人机的主控制器进行时间调整，从而将第一无人机的所有传感器的的时钟和第二无人机的所有传感器的的时钟与所述授时设备的时钟同步。
9.优选地，所述根据第一无人机中多个传感器的同步情况和第二无人机中多个传感器的同步情况，将第一无人机的主控制器或者第一无人机的主控制器设置为授时设备，并将第一无人机的所有传感器的的时钟和第二无人机的所有传感器的的时钟与所述授时设备的时钟同步，包括：若所述第三时间戳和所述第四时间戳的差值小于预设值，所述第五时间戳和所述第六时间戳的差值小于预设值，则将第一无人机的主控制器设置为授时设备，第一无人机的所有传感器和第二无人机的所有传感器期根据第一无人机的主控制器进行时间调整，从而将第一无人机的所有传感器的的时钟和第二无人机的所有传感器的的时钟与所述授时设备的时钟同步。
10.优选地，所述根据第一无人机中多个传感器的同步情况和第二无人机中多个传感器的同步情况，将第一无人机的主控制器或者第一无人机的主控制器设置为授时设备，并将第一无人机的所有传感器的的时钟和第二无人机的所有传感器的的时钟与所述授时设备的时钟同步，包括：若所述第三时间戳和所述第四时间戳的差值小于预设值，所述第五时间戳和所述第六时间戳的差值小于预设值，则将第二无人机的主控制器设置为授时设备，第一无人机的所有传感器和第二无人机的所有传感器期根据第二无人机的主控制器进行时间调整，从而将第一无人机的所有传感器的的时钟和第二无人机的所有传感器的的时钟与所述授时设备的时钟同步。
11.优选地，所述根据第一无人机中多个传感器的同步情况和第二无人机中多个传感器的同步情况，将第一无人机的主控制器或者第一无人机的主控制器设置为授时设备，并将第一无人机的所有传感器的的时钟和第二无人机的所有传感器的的时钟与所述授时设备的时钟同步，包括：若所述第三时间戳和所述第四时间戳的差值小于预设值，所述第五时间戳和所述第六时间戳的差值小于预设值，则将第二无人机的主控制器设置为授时设备，第一无人机的所有传感器和第二无人机的所有传感器期根据第二无人机的主控制器进行时间调整，从而将第一无人机的所有传感器的的时钟和第二无人机的所有传感器的的时钟与所述授时设备的时钟同步。
12.本发明的第二个目的可以通过采取如下技术方案达到：所述系统包括：第一处理单元，用于第一无人机的第一激光传感器获取第一无人机和第二无人机协同搬运的货物的第一距离，第二无人机的第二激光传感器获取所述货物的第二距离，第一判定单元，用于所述第一距离和第二距离的误差大于预设值时，所述第一无人机的姿态传感器检测第一无人机的第一姿态，所述第二无人机的图像传感器检测所述第一无人机的第二姿态数据；第二判定单元，用于依据姿态传感器的时间戳和所述图像传感器的时间戳之间的差值确定第一无人机和第二无人机的时间戳同步情况；协同控制单元，用于若第一无人机和第二无人机的时间戳不同步，根据第一无人机中多个传感器的同步情况和第二无人机中多个传感器的同步情况，将第一无人机的主控制器或者第一无人机的主控制器设置为授时设备，并将第一无人机的所有传感器的的时钟和第二无人机的所有传感器的的时钟与所述授时设备的时钟同步。
13.本发明的第三个目的可以通过采取如下技术方案达到：一种计算机设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现上述的基于激光的同步控制方法和相关装置。
14.本发明的第四个目的可以通过采取如下技术方案达到：一种存储介质，存储程序，所述程序被处理器执行时，实现上述的基于激光的同步控制方法和相关装置。
15.本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本发明通过第一无人机的第一激光传感器获取第一无人机和第二无人机协同搬运的货物的第一距离，第二无人机的第二激光传感器获取所述货物的第二距离；所述第一距离和第二距离的误差大于预设值时，所述第一无人机的姿态传感器检测第一无人机的第一姿态，所述第二无人机的图像传感器检测所述第一无人机的第二姿态数据；依据姿态传感器的时间戳和所述图像传感器的时间戳之间的差值确定第一无人机和第二无人机的时间戳同步情况，在判定第一无人机和第二无人机的时间同步问题时，可以先通过判定两者和货物的距离，如果两者差价较大，说明无人机没有相互配合好，可以先判定两者是否时间同步，然后进行后续的判定，为无人机排除故障提供了依据。
16.若第一无人机和第二无人机的时间戳不同步，根据第一无人机中多个传感器的同步情况和第二无人机中多个传感器的同步情况，将第一无人机的主控制器或者第一无人机的主控制器设置为授时设备，并将第一无人机的所有传感器的的时钟和第二无人机的所有
传感器的的时钟与所述授时设备的时钟同步。可以选用内部传感器时钟同步的无人机的主控制器作为基准，将这两者的所有传感器和控制单元进行同步的控制，如此在来控制两个无人机，可以避免了网路延时和不同步的问题，为后续的控制提供了基础。
附图说明
17.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：图1是本发明实施例1的基于激光的同步控制方法的流程图；图2是本发明实施例1的基于激光的同步控制方法的另一流程图；图3是本发明实施例1的基于激光的同步控制方法的又一流程图；图4是本发明实施例2的基于基于激光的同步控制系统的结构图。
18.附图中各标记表示如下。
具体实施方式
19.下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施方式。虽然附图中显示了本发明的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
20.实施例1：本发明的公开了一种基于激光的同步控制方法，所述方法包括：步骤s100，第一无人机的第一激光传感器获取第一无人机和第二无人机协同搬运的货物的第一距离，第二无人机的第二激光传感器获取所述货物的第二距离；在本实施例中，将货物到第一无人机的距离和货物到第二无人机的距离设置成相等，这样在第一无人机和第二无人机搬运货物的过程中，第一距离和第二距离之间的 差值可以判定第一无人机和第二无人机是否同步控制，是否出现故障。
21.步骤s200，第一距离和第二距离的误差大于预设值时，所述第一无人机的姿态传感器检测第一无人机的第一姿态，所述第二无人机的图像传感器检测所述第一无人机的第二姿态数据；在本实施例中，第一距离和第二距离之间的差值大于一定范围，第一无人机和第二无人机悬停，需要检测第一无人机和第二无人机两者的故障，从而避免货物出现掉落的情况，以往检测第一无人机和第二无人机都是根据基于传感器的来自检，但是并未考虑到第一无人机和第二无人机的时间戳是否同步的问题，如果第一无人机和第二无人机的时间戳出现的偏差较大，同样会出现某一无人机偏离轨道的情况，从而导致搬运出现问题，但是这是两个无人机故障识别和自检是检测不出来的。
22.步骤s300，依据姿态传感器的时间戳和所述图像传感器的时间戳之间的差值确定第一无人机和第二无人机的时间戳同步情况；在本实施例中，通过检测到同一姿态或者目标时，姿态传感器和图像传感器时间戳之间的差值可以确定两个无人机的时间戳的同步情况。示例性的，如果涉及两个传感器
时间戳的同步，则可以比较这两个传感器对应的检测到同一姿态或者目标的检测数据相同时，两者的时间戳中的时间是否一致，如果一致，则可以认为同步，或者这两个传感器对应的检测到同一姿态或者目标的检测数据相同时，两者时间戳的差值没有超出按照容忍度预先设置的阈值，则认为同步，否则认为这两个传感器时间戳不同步。如果是涉及两个以上传感器时间戳的同步情况，则可以通过两两比较的方式，判断不同传感器之间对应的时间戳是否一致，从而得到各传感器的时间戳同步情况，从而可以进一步判定两个无人机是否同步控制。
23.步骤s400，若第一无人机和第二无人机的时间戳不同步，根据第一无人机中多个传感器的同步情况和第二无人机中多个传感器的同步情况，将第一无人机的主控制器或者第一无人机的主控制器设置为授时设备，并将第一无人机的所有传感器的的时钟和第二无人机的所有传感器的的时钟与所述授时设备的时钟同步。
24.本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本发明通过第一无人机的第一激光传感器获取第一无人机和第二无人机协同搬运的货物的第一距离，第二无人机的第二激光传感器获取所述货物的第二距离；所述第一距离和第二距离的误差大于预设值时，所述第一无人机的姿态传感器检测第一无人机的第一姿态，所述第二无人机的图像传感器检测所述第一无人机的第二姿态数据；依据姿态传感器的时间戳和所述图像传感器的时间戳之间的差值确定第一无人机和第二无人机的时间戳同步情况，在判定第一无人机和第二无人机的时间同步问题时，可以先通过判定两者和货物的距离，如果两者差价较大，说明无人机没有相互配合好，可以先判定两者是否时间同步，然后进行后续的判定，为无人机排除故障提供了依据。
25.若第一无人机和第二无人机的时间戳不同步，根据第一无人机中多个传感器的同步情况和第二无人机中多个传感器的同步情况，将第一无人机的主控制器或者第一无人机的主控制器设置为授时设备，并将第一无人机的所有传感器的的时钟和第二无人机的所有传感器的的时钟与所述授时设备的时钟同步。可以选用内部传感器时钟同步的无人机的主控制器作为基准，将这两者的所有传感器和控制单元进行同步的控制，如此在来控制两个无人机，可以避免了网路延时和不同步的问题，为后续的控制提供了基础。
26.优选地，依据姿态传感器的时间戳和所述图像传感器的时间戳之间的差值确定第一无人机和第二无人机的时间戳同步情况；包括：步骤s310，根据姿态传感器检测第一无人机在第一时间戳的第一姿态；步骤s320，获取所述图像传感器检测到第一无人机处于第一姿态的第二时间戳；步骤s330，若所述第一时间戳和所述第二时间戳的差值大于预设值，则认为确定第一无人机和第二无人机的时间戳不同步。
27.优选地，所述判定第一无人机中多个传感器的同步情况和第二无人机中多个传感器的同步情况，包括：步骤s410，获取第一无人机与所述货物的处于第一距离的第一激光传感器的第三时间戳；获取第一无人机的图像传感器检测到第一无人机与所述货物的处于第一距离的第四时间戳；步骤s420，根据所述第三时间戳和所述第四时间戳的差值来判定第一无人机的传感器的同步情况；
步骤s430，获取第二无人机与所述货物的处于第二距离的第二激光传感器的第五时间戳；获取第二无人机的图像传感器检测到第二无人机与所述货物的处于第二距离的第六时间戳；步骤s440，根据所述第五时间戳和所述第六时间戳的差值来判定第二无人机的传感器的同步情况。
28.优选地，步骤400，根据第一无人机中多个传感器的同步情况和第二无人机中多个传感器的同步情况，将第一无人机的主控制器或者第一无人机的主控制器设置为授时设备，并将第一无人机的所有传感器的的时钟和第二无人机的所有传感器的的时钟与所述授时设备的时钟同步，包括：步骤450a，若所述第三时间戳和所述第四时间戳的差值小于预设值，所述第五时间戳和所述第六时间戳的差值大于预设值，则将第一无人机的主控制器设置为授时设备；步骤460b，第一无人机的所有传感器和第二无人机的所有传感器期根据第一无人机的主控制器进行时间调整，从而将第一无人机的所有传感器的的时钟和第二无人机的所有传感器的的时钟与所述授时设备的时钟同步。
29.优选地，步骤400，根据第一无人机中多个传感器的同步情况和第二无人机中多个传感器的同步情况，将第一无人机的主控制器或者第一无人机的主控制器设置为授时设备，并将第一无人机的所有传感器的的时钟和第二无人机的所有传感器的的时钟与所述授时设备的时钟同步，包括：步骤450c，若所述第三时间戳和所述第四时间戳的差值小于预设值，所述第五时间戳和所述第六时间戳的差值小于预设值，则将第一无人机的主控制器设置为授时设备；步骤450d，第一无人机的所有传感器和第二无人机的所有传感器期根据第一无人机的主控制器进行时间调整，从而将第一无人机的所有传感器的的时钟和第二无人机的所有传感器的的时钟与所述授时设备的时钟同步。
30.优选地，步骤400，所述根据第一无人机中多个传感器的同步情况和第二无人机中多个传感器的同步情况，将第一无人机的主控制器或者第一无人机的主控制器设置为授时设备，并将第一无人机的所有传感器的的时钟和第二无人机的所有传感器的的时钟与所述授时设备的时钟同步，包括：步骤450e，若所述第三时间戳和所述第四时间戳的差值小于预设值，所述第五时间戳和所述第六时间戳的差值小于预设值，则将第二无人机的主控制器设置为授时设备；步骤450f，第一无人机的所有传感器和第二无人机的所有传感器期根据第二无人机的主控制器进行时间调整，从而将第一无人机的所有传感器的的时钟和第二无人机的所有传感器的的时钟与所述授时设备的时钟同步。
31.优选地，步骤400，根据第一无人机中多个传感器的同步情况和第二无人机中多个传感器的同步情况，将第一无人机的主控制器或者第一无人机的主控制器设置为授时设备，并将第一无人机的所有传感器的的时钟和第二无人机的所有传感器的的时钟与所述授时设备的时钟同步，包括：步骤450h，若所述第三时间戳和所述第四时间戳的差值小于预设值，所述第五时间戳和所述第六时间戳的差值小于预设值，则将第二无人机的主控制器设置为授时设备；步骤450g，第一无人机的所有传感器和第二无人机的所有传感器期根据第二无人
机的主控制器进行时间调整，从而将第一无人机的所有传感器的的时钟和第二无人机的所有传感器的的时钟与所述授时设备的时钟同步。
32.实施例2：本实施例提供了一种基于激光的同步控制系统，该系统包括：第一处理单元501，用于第一无人机的第一激光传感器获取第一无人机和第二无人机协同搬运的货物的第一距离，第二无人机的第二激光传感器获取所述货物的第二距离，第一判定单元502，用于所述第一距离和第二距离的误差大于预设值时，所述第一无人机的姿态传感器检测第一无人机的第一姿态，所述第二无人机的图像传感器检测所述第一无人机的第二姿态数据；第二判定单元503，用于依据姿态传感器的时间戳和所述图像传感器的时间戳之间的差值确定第一无人机和第二无人机的时间戳同步情况；协同控制单元504，用于若第一无人机和第二无人机的时间戳不同步，根据第一无人机中多个传感器的同步情况和第二无人机中多个传感器的同步情况，将第一无人机的主控制器或者第一无人机的主控制器设置为授时设备，并将第一无人机的所有传感器的的时钟和第二无人机的所有传感器的的时钟与所述授时设备的时钟同步。
33.本实施例中各个模块的具体实现可以参见上述实施例1，在此不再一一赘述。需要说明的是，上述实施例提供的装置仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
34.可以理解，上述实施例的装置中所使用的术语“第一”、“第二”等可用于描述各种单元，但这些单元不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个模块与另一个模块区分。举例来说，在不脱离本发明的范围的情况下，可以将第一发送模块称为第二发送模块，且类似地，可将第二发送模块称为第一发送模块，第一发送模块和第二发送模块两者都是发送模块，但其不是同一发送模块。
35.实施例3：本实施例提供了一种多关键词搜索功能的安全无信道公钥认证可搜索加密计算机设备。其通过系统总线连接的处理器、存储器、输入装置、显示器和网络接口，该处理器用于提供计算和控制能力，该存储器包括非易失性存储介质和内存储器，该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库，该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境，处理器执行存储器存储的计算机程序时，实现上述实施例1的一种基于激光的同步控制方法，所述方法包括：第一无人机的第一激光传感器获取第一无人机和第二无人机协同搬运的货物的第一距离，第二无人机的第二激光传感器获取所述货物的第二距离，所述第一距离和第二距离的误差大于预设值时，所述第一无人机的姿态传感器检测第一无人机的第一姿态，所述第二无人机的图像传感器检测所述第一无人机的第二姿态数据；依据姿态传感器的时间戳和所述图像传感器的时间戳之间的差值确定第一无人机和第二无人机的时间戳同步情况；若第一无人机和第二无人机的时间戳不同步，根据第一无人机中多个传感器的同步情况和第二无人机中多个传感器的同步情况，将第一无人机的主控制器或者第一无人机的主控制器设置为授时设备，并将第一无人机的所有传感器的的时钟和第二无人机的所有传感器的的时钟与所述授时设备的时钟同步。
36.实施例4：
本实施例提供了一种存储介质，该存储介质为计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时，处理器执行存储器存储的计算机程序时，实现上述实施例1的基于激光的同步控制方法，所述方法包括：第一无人机的第一激光传感器获取第一无人机和第二无人机协同搬运的货物的第一距离，第二无人机的第二激光传感器获取所述货物的第二距离，所述第一距离和第二距离的误差大于预设值时，所述第一无人机的姿态传感器检测第一无人机的第一姿态，所述第二无人机的图像传感器检测所述第一无人机的第二姿态数据；依据姿态传感器的时间戳和所述图像传感器的时间戳之间的差值确定第一无人机和第二无人机的时间戳同步情况；若第一无人机和第二无人机的时间戳不同步，根据第一无人机中多个传感器的同步情况和第二无人机中多个传感器的同步情况，将第一无人机的主控制器或者第一无人机的主控制器设置为授时设备，并将第一无人机的所有传感器的的时钟和第二无人机的所有传感器的的时钟与所述授时设备的时钟同步。
37.需要说明的是，本实施例的计算机可读存储介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器（ram）、只读存储器（rom）、可擦式可编程只读存储器（eprom或闪存）、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器（cd-rom）、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
38.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
