产品中心

集群开发平台

飞思无人机集群编队研发平台

解决方案

公司简介

飞思实验室是北京卓翼智能科技有限公司旗下的，无人智能教育及科研板块的品牌，主要致力于：无人机、无人车、无人船的集群和本体的教学科研平台的研发，经过多年的技术迭代，在无人机集群编队科研平台，飞行控制系统研发平台、无人机视觉SLAM平台、无人智能化装备相关的自动控制类课程教学、创新及实训类实验室的建设等领域处于行业领导地位，用户遍及全球各地。

技术团队

飞思实验室技术团队，由北京航空航天大学、清华大学、哈尔滨工业大学等知名高校毕业的博士和硕士组成，拥有多年无人机集群编队、飞行控制系统的研发经验。为了适应当今无人化、集群化、智能化理论的高速发展，公司邀请世界众多无人智能领域的顶尖教授，成立了飞思实验室学术指导委员会，指导公司根据不同的无人智能研究的需要开发适合的科研平台，并编写实验指导书。

服务产品

目前，飞思实验室已开发完成拥有全自主知识产权的产品主要为：无人机集群编队科研平台、视觉slam科研平台、飞控仿真科研平台，适用于无人机教学与研究，是本科生、硕士生、博士生和科研人员理想的实验和研究平台。未来飞思将紧跟智能科技趋势，不断科技创新，研发出更多推动无人智能发展的科研平台产品。

集群编队科研平台：飞思集群科研平台，可以在多种定位系统环境下（光学定位、UWB定位、RTK定位等）实现无人机、无人车或两者之间的集群控制。支持多种定位系统和集群通信技术，在统一控制接口下实现无人机、无人车的按照规划路线运动，验证多机、多车编队和协同控制等算法的有效性。可提供一套完整的集群控制开发、调试及验证环境。实验系统基于ROS/Matlab开发，开放性强，用户不需要掌握太多的底层编程技术即可完成算法的修改和验证。为无人系统控制及多机集群控制等教学演示及二次开发提供核心设备支撑。

视觉slam科研平台：飞思视觉slam科研平台构建了一整套视觉定位、导航和避障研发平台。实现了视觉slam与无人机的完美结合，形成了全套的无人机控制平台研发、视觉图像采集、位姿估计、回环检测、三维地图生成，导航避障算法解决方案。而且能够提供硬件完善、功能齐全、开发环境完整、引领行业发展的研发平台，为各科研团队、高校实验室科研团队的视觉slam和人工智能研究助力。

飞控仿真科研平台：飞思无人系统仿真开发平台，专为无人机飞控开发、大规模集群协同、人工智能视觉等前沿研究领域，研发的一套高可信度的无人控制系统开发、测试与评估平台。支持多旋翼、固定翼、无人车、垂直起降飞行器（VTOL）等多种机型。采用分布式构架，非常适合大规模集群与视觉仿真测试开发。利用高逼真的3D环境，实现真实的视觉体验，提供高度逼真的视觉开发环境。

合作单位

北京航空航天大学
清华大学
国防科技大学
中央军委联合参谋部第五十五研究所
中国空间技术研究院（航天五院）
航天九院
中国商用飞机有限责任公司
北京理工大学
哈尔滨工业大学
中国人民解放军军事科学院
陆军装甲兵学院
哈尔滨工程大学
西北工业大学
南京航空航天大学
南京理工大学
电子科技大学
浙江大学
华中科技大学
东华大学
北京化工大学
等众多科研院所和高校。

创始团队

戴训华

博士

飞思实验室，首席科学家，毕业于北京航空航天大学，导航制导与控制专业，RFlySim无人机仿真平台核心开发者，长期

任雪峰

CEO

飞思实验室CEO，毕业于北京航空航天大学，导航、制导与控制专业。长期从事无人机飞行控制技术及飞行仿真技术研

全权

教授

北京航空航天大学博导，副教授，中国无人机领域知名专家。长时间从事可靠飞行控制和视觉导航方面研究

飞思使命

飞思实验室，让无人智能科研更简单

飞思愿景

成为全球领先的机器人教学服务解决方案供应商

飞思理念

智能新时代，科技赢未来

发展历程

2015

北京卓翼智能科技有限公司在北京成立

2016

获得千万级天使轮融资

2017

获得数千万PreA轮融资

2018

获得国家高新技术企业证书

2019

成立教育子品牌“飞思实验室”，推出飞思无人系统开发平台（Rflysim平台商业版）

2015

2016

2017

2018

2019

技术应用

飞思无人系统仿真开发平台

一、产品概述

飞思无人系统仿真开发平台是在北航可靠飞行控制组提出的RflySim仿真框架的基础上开发的一体化无人机系统仿真开发平台。飞思无人系统仿真开发平台专为无人机飞控开发、大规模集群协同、人工智能视觉等前沿研究领域，研发的一套高可信度的无人控制系统开发、测试与评估平台。

它支持多旋翼、固定翼、无人车、垂直起降飞行器（VTOL）等多种机型。采用分布式构架，非常适合大规模集群与视觉仿真测试开发。利用高逼真的3D环境，实现真实的视觉体验，提供高度逼真的视觉开发环境。

图 1 Rflysim无人机仿真平台功能图解

飞思无人系统仿真开发平台利用MATLAB/Simulink支持MBD的整个设计阶段，形成控制/视觉/集群算法开发的核心编程平台。基于MATLAB/Simulink 和 Python，专门设计RflySim还的软件接口和工具。提供丰富的Python视觉处理库，支持顶层视觉与集群算法开发。

二、产品功能

2．1飞控仿真开发

飞思无人系统仿真开发平台是一个基于 MATLAB/Simulink 和Pixhawk 的多旋翼飞行器控制算法快速开发平台。采用基于模型设计思想对无人机飞控进行快速开发与测试。

图 2. 仿真开发流程

2．2集群仿真开发

飞思无人系统仿真开发平台支持多机集群仿真功能。具有一键启动脚本，可以部署多机集群仿真。利用多台电脑分布式仿真方式可轻松实现50-100架超大规模无人机集群仿真。具有matlab集群控制接品控制实例。通过集群软件在环仿真与集群硬件在环仿真结合仿真方式紧密联系实际环境进行算法验证。

图 3. 集群仿真开发示意

2．3视觉仿真开发

飞思无人系统仿真开发平台支持视觉开发仿真功能，基于rflysim3D的三维视景平台支持视角切换功能，可以方便地获取到多个视角的图像数据，Rflysim3d 是主体平台的一部分，是用于显示的模块。支持通过共享内存或窗口图像抓取的方式在 Simulink、Python、C/C++ 等代码平台中实时获取到图像数据并进行处理，形成带视觉反馈的硬件在环仿真。

图 4. 视觉仿真场景示例

三、产品特点

3．1 统一性

整个研究框架扩展到所有的无人控制系统，形成一个标准的自动开发、测试与评估框架体系。

图 5. 研究框架

3．2易用性

在Windows平台下进行一键安装、一键代码生成、一键固件部署、一键软硬件在环仿真和快速实飞, 非常方便易用。用户不需要了解飞控源码、Linux编程、C/C++编程、网络通信、飞机组装等底层知识，只需具备基础的Simulink（或Python）知识，即可快速将自己的算法经过层层验证并应用于真机上，有助于更专注于算法的开发与测试。

图 6. 软件一键安装使用

3．3 分布式构架

RflySim的构架完全是分布式的。RflySim中的所有应用软件都可以在同一台或多台电脑上多开，并且各个应用之间可以通过UDP网络相互收发消息。这种分布式的构架非常适合于大规模带视觉的无人机集群仿真测试。

图 7. 分布式架构示意图

3．4 多种机型仿真

RflySim支持小车、固定翼、垂直起降飞行器（VTOL）等多种机型。用户可以在Simulink中根据规范的接口搭建机架模型，然后自动生成DLL文件用于HIL仿真。进一步实验平台能被拓展到任意无人系统中。

图 8. 多机型仿真示例

3．5 高逼真的3D环境

我们提供了源码和教程帮助用户在虚幻4 （Unreal Engine 4 ，UE4）中搭建高度逼真的3D场景，用于室内外环境仿真或者基于视觉算法的开发。

图 9. 场景模拟示例

四、平台组成

本平台依赖众多软件工具来实现控制器设计、代码自动生成、自驾仪代码编译、硬件在环仿真等功能。本书附带的仿真软件包内有一键安装脚本，只需运行安装命令，即可完成所有软件的安装与配置。本书提供的仿真软件包与MATLAB/Simulink共同组成了实验软件平台，它整体包含以下几个部分：

1.	MATLAB/Simulink：提供的仿真软件包与例程代码支持MATLAB R2017b及以上版本（目前最新版为MATLAB 2020a）。（本平台不提供MATLAB的安装包与安装流程，请读者自行购买并安装上述工具箱。）
2.	Pixhawk Support Package（PSP）工具箱
3.	CopterSim实时运动仿真软件
4.	3DDisplay/RflySim3D三维可视化视景软件
5.	HITLRun和SITLRun等快速启动脚本
6.	FlightGear飞行模拟器
7.	PX4飞控自驾仪
8.	PX4 Toolchain固件编译环境
9.	Eclipse或VS Code编辑器
10.	Python38环境
11.	QGroundControl（QGC）地面站软件

电脑推荐配置：

系统	Windows 10 X64系统（版本大于等于1809）
CPU	Intel I7 6700或AMD Ryzen 7 3700X及以上
显卡	NVIDIA GTX1060或AMD R9 390X及以上
内存	容量16G及以上，频率DDR3 1600MHz及以上
硬盘	剩余容量40G及以上（推荐固态硬盘）
显示器	分辨率1080P（1920*1080）及以上（推荐双显示器）
接口	至少有一个USB Type A接口（可用扩展线）
MATLAB	2017B及以上版本

五、配置选型

5．1版本定义

飞思无人系统仿真开发平台

序号	产品名称	功能说明
1	飞思无人系统仿真开发平台飞控版-多旋翼	具有多旋翼无人机飞控仿真开发功能
2	飞思无人系统仿真开发平台飞控版-固定翼	具有固定翼、多旋翼无人机飞控仿真开发功能
3	飞思无人系统仿真开发平台视觉版	具有单目、双目等单无人机视觉仿真开发平台
4	飞思无人系统仿真开发平台集群版	具有8架无人机小规模编队能力的基础无人机集群仿真开发平台
5	飞思无人系统仿真开发平台定制版	根据行业客户需求定制大规模集群、多机视觉等功能