[發明專利]無人機群低代價安全搜索的方法、裝置及存儲介質

有效

• 申請號: 201911074244.3
• 申請日: 2019-11-06
• 公開（公告）號: CN110825107B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 王銳;張濤;劉亞杰;雷洪濤;黃生俊;李凱文;明夢君;李文樺;李松文
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 長沙大珂知識產權代理事務所(普通合伙) 43236
• 代理人: 解亞嬌

本發明公開了一種無人機群低代價安全搜索的方法，將所述無人機群包括若干個無人機，每個無人機包括自身狀態采集模塊、通信平臺及無線數據傳輸模塊，所述通信平臺為表征無人機的節點與其他無人機進行通信，其中，每個節點周期性地向主節點匯報自己的位置信息；領航機作為主節點收到所有網絡節點的位置信息后根據所有網絡節點匯報的位置信息計算出領航機的最佳位置點，實施監控每臺無人機的能源剩余及負載變動，所述主節點間隔第一預設時間廣播一脈沖信號，其他無人機節點接收到所述脈沖信號后，進行信息反饋，所述主節點根據收到的反饋信息判斷無人機群的當前數量值，并根據該數量值重新規劃搜索路徑。

技術領域

本發明涉及無人機控制領域，尤其涉及一種無人機群低代價安全搜索的方法、裝置及存儲介質。

背景技術

無人機(Unmanned?Aerial?Vehicle,UAV)是一種由動力裝置驅動、無線電遙控或擁有自主程序控制的無人類飛行員操作的飛行器。在20世紀70年代英國人研制了世界上第一架無人機，在無人機發展初期，主要把無人機作為靶機使用；而進入20世紀60年代后，無人機的研究重點放在偵查方面，自此，無人機發展進入了需求牽引時代；目前，以偵查作戰為目的的無人機擁有大于30000m高度的高空飛行，大于30h的航程時間，大于10000km的航程距離等能力，隨著計算機、自主控制系統、人工智能和信號處理等高新技術的發展，在許多領域中都可以看到無人機的身影。一直以來，無人機更多的是用于軍事領域，例如全球鷹，蒼鷺等無人機都已參與過實戰；而近些年來，應用在民用上的無人機也屢見不鮮，例如，航拍、救災、環境檢測、野生動物研究，甚至是利用無人機快遞包裹等應用。現今，許多國家都已研發出各種類，各用途的無人機，無人機的研究方向非常熱門，也取得了一定的研究成果。

然而無人機自身飛控系統的特點決定了無人機的控制程序很難實現除了自身飛行控制之外的復雜功能，特別是涉及到大量數據交換處理和邏輯判斷的情況。另外，在飛行軌跡或者編隊策略變化時要對原有的程序進行改動也十分不方便。針對上述情況，本文提出了一種無人機群通信實現方案，完成了通信平臺的硬件和軟件設計。使無人機群在執行任務時，無人機能夠自主產生飛行軌跡并于其他無人機協同完成飛行任務；飛行過程中，無人機群的隊形在任意情況下都能實現保持和重組。這對提高無人機群執行任務的可靠性和飛行生存能力有著重大意義。

例如現有技術中，采用leader-follower算法選擇編隊中的某架無人機作為leader，其他的則作為follower。在飛行過程中，leader按照A*算法產生的軌跡飛行，follower保持與leader相對穩定隊形即可。雖然這種方法簡化了無人機系統的控制，但是其缺點很明顯：若飛行過程中leader故障或者遭到破壞，follower將無法保持原有隊形，整個系統面臨崩潰。在采用此種算法進行無人機群工作時，最容易遇到的問題是無人機群中的領航無人機故障或者由于功耗最大，在其他無人機依然可以飛行的情況下不得不返回。

發明內容

針對上述技術問題，本發明旨在解決現有技術中存在的技術問題。為此，本發明公開了一種無人機群低代價安全搜索的方法，將所述無人機群包括若干個無人機，每個無人機包括自身狀態采集模塊、通信平臺及無線數據傳輸模塊，所述通信平臺為表征無人機的節點與其他無人機進行通信，其中，每個節點周期性地向主節點匯報自己的位置信息；領航機作為主節點收到所有網絡節點的位置信息后根據所有網絡節點匯報的位置信息計算出領航機的最佳位置點，實時監控每臺無人機的能源剩余及負載變動，所述主節點每間隔第一預設時間廣播一脈沖信號，其他無人機節點接收到所述脈沖信號后，進行信息反饋，所述主節點根據收到的反饋信息判斷無人機群的當前數量值，并根據該數量值重新規劃搜索路徑。