[發明專利]一種針對機動目標的多無人機協同跟蹤方法

在審

• 申請號: 202011066438.1
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112130587A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 辛斌;蔣金強;竇麗華;陳杰;楊慶凱;王晴;許萌
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10;G05D1/12
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 李愛英;付雷杰

1.一種針對機動目標的多無人機協同跟蹤方法，其特征在于，主要應用于地面機動目標，所述方法包括：

初始化所述多無人機和所述機動目標的狀態信息，柵格化環境地圖，得到以柵格勢能量化的柵格地圖；

所述多無人機根據預先設定的優化策略，采用A*算法實現基于柵格勢能對所述機動目標進行全路徑覆蓋搜索，當當前柵格的相鄰柵格的柵格勢能相同時，根據預設路徑規劃規則進行全路徑覆蓋搜索；

搜索到所述機動目標，將所述多無人機的搜索任務切換為跟蹤任務；

如果所述機動目標全部被跟蹤，任務完成，否則所述多無人機繼續搜索，直到所有機動目標被跟蹤。

2.根據權利要求1所述的跟蹤方法，其特征在于，所述多無人機和所述機動目標的狀態信息包括：

所述無人機人的狀態信息包括無人機的位置、信息、加速度、朝向角、角速度、探測半徑；

所述機動目標的狀態信息包括目標位置、速度、加速度、朝向角、角速度。

3.根據權利要求2所述的跟蹤方法，其特征在于，柵格化環境地圖，得到以柵格勢能量化的柵格地圖，包括：

根據環境地圖的二維地圖坐標和所述無人機的探測半徑柵格化環境地圖；

將柵格化地圖的自由區域、障礙物區域、無人機初始位置的柵格勢能分別賦予0、∞、1初始化柵格地圖的柵格勢能。

4.根據權利要求3所述的跟蹤方法，其特征在于，針對障礙物區域邊界的柵格，將位于障礙物區域邊界之外的柵格視為自由區域，賦予該柵格勢能為0，將位于障礙物區域邊界之內的柵格視為障礙物區域，賦予該柵格勢能為∞。

5.根據權利要求1所述的跟蹤方法，其特征在于，所述多無人機根據預先設定的優化策略，包括：

當多個無人機進行機動目標進行全路徑覆蓋搜索時運動到同一柵格，優先級高的無人機具有優先選擇權，優先級低的無人機視優先級高的無人機為障礙物，繼續進行機動目標進行全路徑覆蓋搜索。

6.根據權利要求1所述的跟蹤方法，其特征在于，基于柵格勢能對所述機動目標進行全路徑覆蓋搜索，當前柵格的相鄰柵格的柵格勢能相同時，根據預設路徑規劃規則進行全路徑覆蓋搜索，包括：

以所述無人機當前時刻所在柵格為中心，比較其上下左右的四個相鄰柵格的柵格勢能，選擇柵格勢能最小的柵格作為下一個時刻的路徑；

當所述四個相鄰柵格僅有一個柵格的柵格勢能最小，則該柵格為所述無人機下一時刻的移動位置；

當所述四個相鄰柵格有個柵格的柵格勢能相同且最小，則根據預設路徑規劃規則進行全路徑覆蓋搜索。