[發明專利]一種基于高斯分布預測的多無人機協同搜索方法

有效

• 申請號: 201310455131.4
• 申請日: 2013-09-29
• 公開（公告）號: CN103472850A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 胡笑旋;江繁;羅賀;馬華偉;靳鵬;夏維
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G05D1/12
• 分類號: G05D1/12;G05B13/04
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

技術領域

本發明涉及一種基于高斯分布預測的多無人機協同搜索方法，屬于計算機仿真與方法優化技術領域。

背景技術

搜索任務在無人機執行任務的過程中是至關緊要的，是其執行其他任務的基礎，只有搜索到相關價值信息，才能開展攻擊、跟蹤、干擾、佯裝、校射、欺騙、評估等工作。近年來，無人機搜索技術在軍用與民用上都占有舉足輕重的地位，應用范圍也越來越為廣泛：在軍用方面，無人機搜索技術在各大戰爭中都得到了很好的體現，它使戰爭走向科技化、高效率化；在民用方面，無人機搜索技術主要運用在邊境巡邏、環境監控、治安監控等等。因此，越來越多的國家都致力于無人機搜索技術的研究。

無人機搜索技術目前主要集中在單個無人機獨自執行任務方面，然而，由于單個無人機機負載資源有限、傳感器探測角度的限制，往往難以勝任任務，因此，多機協同搜索方法便應運而生，但是目前多機協同搜索方法如：覆蓋搜索法、貪婪搜索法、動態規劃法、Dijkstra算法等主要是針對靜態目標進行多機協同搜索；很少有針對移動目標進行協同搜索的方案，但實際環境中，很多被搜索目標都處于運動狀態，如：敵方移動的坦克、探險中不幸走失的人員、災難中逃生的人們、瀕臨滅絕的保護動物等，因此，目前需要一種優良的多機協同搜索移動目標方法。

發明內容

本發明的目的是為了避免上述現有技術存在的不足之處，提供一種基于高斯分布預測的多無人機協同搜索方法，能實現多架無人機協同搜索多個移動目標的任務，提高無人機搜索的準確度，保證搜索任務完成的精確性。

本發明為解決技術問題采取如下技術方案：

本發明一種基于高斯分布預測的多無人機協同搜索多移動目標的方法的特點是：

在多無人機協同搜索多移動目標的任務區域R中，假設任務區域R中存在N_v架無人機、N_t個移動目標；所述無人機利用機載傳感器對所述移動目標進行搜索，所述多無人機協同搜索多移動目標的方法是按如下步驟進行：

步驟1：利用搜索概率圖SPM表示多無人機搜索的任務區域R；

將所述任務區域R的外接正方形劃分成N_c個大小相同的正方形網格，用n表示第n個正方形網格，n=1,2,…,N_c，所述第n個正方形網格的中心點坐標為(x_n,y_n)，所述中心點坐標(x_n,y_n)為第n個正方形網格的兩條對角線的交點；用q表示無人機搜索的總時間步長，用k表示第k個時間步長，k=1,2,…,q；t_k表示第k個時間步長所對應的初始時刻，則t_k+1表示第k個時間步長所對應的結束時刻；令一個移動目標只能存在于一個正方形網格中，則表示t_k時刻一個移動目標存在第n個正方形網格中的先驗概率；將所述先驗概率簡化記為記搜索概率圖SPM={P‾1(k),P‾2(k),...,P‾Nc(k)};]]>

步驟2：根據無人機機載傳感器的性能參數P_d和P_f，利用式(1)將所述先驗概率根據貝葉斯規則更新t_k時刻的后驗概率P_n(k)；

式(1)中，P_d為無人機機載傳感器的發現概率，P_f為無人機機載傳感器的虛警概率；