多机编队

概述

编队飞行是多机协同的高级应用。在本项目中，你将学习如何实现 3 架无人机的编队飞行。

你将学到什么

• 多智能体系统
• 协同控制算法
• 队形控制策略
• 领导者-跟随者模式

所需材料

物品	数量	说明
3 架 ESP32-S3 无人机	3	-
电脑	1	安装 Python + Pygame
formation_simulator.py	1	编队模拟器

步骤 1：选择编队控制策略

领导者-跟随者（Leader-Follower）模式是最常用的编队控制策略。

步骤 2：打开项目

解压 formation_flight.zip，用 VS Code 打开。

步骤 3：实现领导者-跟随者策略

打开 formation.c，实现跟随者控制：

void follower_control(float leader_x, float leader_y, float leader_z,
                      float offset_x, float offset_y, float offset_z) {
    // 1. 计算期望位置：leader_pos + offset
    float desired_x = leader_x + offset_x;
    float desired_y = leader_y + offset_y;
    float desired_z = leader_z + offset_z;

    // 2. 用 PID 控制器计算速度指令
    float vx = pid_controller(&pos_pid_x, desired_x, current_x);
    float vy = pid_controller(&pos_pid_y, desired_y, current_y);
    float vz = pid_controller(&pos_pid_z, desired_z, current_z);

    // 3. 转换速度指令为电机转速
    motorsSetRatio(MOTOR_M1, current_ratio + vx - vy + vz);
    motorsSetRatio(MOTOR_M2, current_ratio - vx - vy + vz);
    motorsSetRatio(MOTOR_M3, current_ratio - vx + vy + vz);
    motorsSetRatio(MOTOR_M4, current_ratio + vx + vy + vz);
}

步骤 4：配置队形参数

• 领导者（无人机 1）：位置 (0, 0, 1)
• 跟随者 1（无人机 2）：位置 (1, 0, 1)（领导者右侧 1 米）
• 跟随者 2（无人机 3）：位置 (0.5, sqrt(3)/2, 1)（领导者左前侧 1 米，形成等边三角形）

步骤 5：测试

1. 地面站发送”开始编队”指令
2. 观察 3 架无人机是否形成并保持三角形队形
3. 挑战：实现”队形变换”，从三角形切换为直线队形

故障排除

队形不稳定

• 调整 PID 参数
• 优化通信频率

跟随者掉队

• 增大跟随速度
• 减小队形间距

成就感

恭喜你！你已经实现了多机编队飞行，这是多机协同的高级应用！

下一步

在下一个项目中，你将学习如何开发基于 AI 的视觉追踪和识别系统。