[發明專利]一種基于任務交換的無人機編隊控制方法

有效

• 申請號: 201911199816.0
• 申請日: 2019-11-29
• 公開（公告）號: CN111077900B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 胡勁文;趙春暉;侯曉磊;潘泉;徐釗;程雪梅;劉慧霞;祝小平
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 西安維賽恩專利代理事務所(普通合伙) 61257
• 代理人: 劉艷霞

1.一種基于任務交換的無人機編隊控制方法，其特征在于，包括：

為無人機系統中的每架無人機分配最終目標位置和優先級；

確定飛行最終目標位置：在每架無人機飛行時，當其通訊范圍內具有其它無人機時，采用無人機最終目標位置交換方法選擇其通訊范圍內的最優相鄰無人機進行最終目標位置交換；

執行飛行動作：進行最終目標位置交換后的無人機向新的最終目標位置飛行時，每個時間段的飛行距離為υ_i,k＝λ_i,k(φ_i,k-p_i,k)，其中，υ_i,k為無人機i在時間k時的實際飛行距離，0≤λ_i,k≤1，λ_i,k為無人機i在時間k時的步長控制因子，φ_i,k為無人機i在時間k時的最終目標位置，p_i,k為無人機i在時間k時的當前位置；

所述步長控制因子λ_i,k＝Γ(||φ_i,k-p_i,k||,Z_i,k)，其中，Γ(a,b)(a＞0,b＞0)為飽和函數，Z_i,k＝μU，Z_i,k為無人機i單次控制循環內移動的步長，U為無人機i單次控制循環內的最大飛行距離，0＜μ≤1，μ為步長尺度因子；

重復所述確定飛行最終目標和執行飛行動作步驟，直至無人機系統達到理想編隊。

2.如權利要求1所述的一種基于任務交換的無人機編隊控制方法，其特征在于，確定飛行最終目標位置具體包括：

獲取當前無人機的當前位置、最終目標位置和優先級；

向無人機群組發出廣播信息，并接收無人機群組中其他無人機發出的廣播信息；其中，所述廣播信息包括當前位置、最終目標位置和優先級；

當當前無人機滿足第一預設條件時，生成阻礙無人機集；其中，所述第一預設條件為：最終目標位置與當前位置的距離大于所述最終目標位置的吸引域半徑、且可能阻礙無人機集不為空集，

根據阻礙無人機集選擇最優相鄰無人機，并向其發送交換最終目標位置的請求信息；

接收到最優相鄰無人機的同意交換信息后，將最優相鄰無人機的最終目標位置作為當前無人機的最終目標位置。

3.如權利要求2所述的一種基于任務交換的無人機編隊控制方法，其特征在于，所述阻礙無人機集通過B_i,k＝{j∈N_i,k|φ_i,k∈S_j,i,k,||p_i,k-p_j,k||≤R_SWITCH}生成；

其中，B_i,k為當前無人機i在當前時刻k的阻礙無人機集，φ_i,k為當前無人機i在當前時刻k的最終目標位置，S_j,i,k為無人機j的維諾區域，R_SWITCH為第一預定距離值。