[發明專利]一種分布式無人機編隊狀態信息廣播發送頻率的優化方法

有效

• 申請號: 202011260584.8
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112383872B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 馬躍;毛仲君;賈濤;葉德章;徐海航
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心
• 主分類號: H04W4/02
• 分類號: H04W4/02;H04W4/06;H04W4/40;H04W52/14;H04W52/24;H04W52/28
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙) 50230
• 代理人: 陳炳萍

1.一種分布式無人機編隊狀態信息廣播發送頻率的優化方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：每架無人機廣播發送以北東地坐標為參考系的飛行狀態信息，包括位置信息和速度信息；包含K架無人機，無人機均采用分布式架構，其中的每架無人機按照一定頻率向外廣播發送自身的狀態信息；其中無人機k的自身狀態信息集合包括集合表示無人機k在北東地坐標系下的坐標，x^k表示北向坐標，y^k表示東向坐標，z^k表示地向坐標，表示無人機k的北向速度，表示無人機k的東向速度，表示無人機k的地向速度，無人機k發送自身狀態信息的頻率為f_k；

S2：每架無人機獲取編隊中其他無人機的狀態信息，計算本機到編隊內所有其他無人機的相對位置矩陣和相對速度矩陣；每架無人機獲取編隊中其他無人機的狀態信息，計算本機到編隊內所有其他無人機的相對位置矩陣和相對速度矩陣；對于無人機k，將無人機k與編隊內所有無人機的相對位置關系表示為相對位置矩陣其中矢量表示無人機k與無人機q的相對位置關系，表示無人機k與無人機q的相對距離；將無人機k與編隊內所有無人機的相對速度關系表示為相對速度矩陣其中表示無人機k與無人機q的相對速度關系；

S3：每架無人機計算本機與其他無人機的相對速度矢量在相對位置矢量上的速度投影；每架無人機計算本機與其他無人機的相對速度矢量在相對位置矢量上的速度投影；對于無人機k和無人機q,k≠q，無人機k與無人機q之間相對速度矢量在相對位置矢量上的速度投影為其中表示矢量與矢量的內積運算；

S4：設置安全距離，分別計算每架無人機與其他無人機之間的參考狀態信息發送頻率；設置無人機之間的最近安全距離為L_safe，編隊內部無人機任意兩架之間的相對距離不小于L_safe；k≠q，計算無人機k到無人機q的參考狀態信息發送頻率其中L_k,q-L_safe＞0；

S5：每架無人機用其他無人機到本機的通信丟包率代替本機到其他無人機的通信丟包率，計算本機到其他無人機的安全狀態信息廣播發送頻率；每架無人機采用其他無人機到本機的通信丟包率代替無人機到其他無人機的通信丟包率，并計算相應的安全狀態信息廣播發送頻率；k≠q，無人機q到無人機k的通信丟包率為Pr_q,k，采用Pr_q,k代替無人機k到無人機q的通信丟包率Pr_k,q，即令Pr_k,q＝Pr_q,k，獲得保證無人機k到無人機q飛行安全的安全狀態信息廣播發送頻率

S6：選取某無人機到其他無人機的安全狀態信息廣播發送頻率的最大值作為該架無人機的編隊安全狀態信息廣播發送頻率；選取無人機k到其他無人機的安全狀態信息廣播發送頻率的最大值作為無人機k的編隊安全狀態信息廣播發送頻率f_k,max，即其中函數max(*)表示取集合中的最大值；

S7：確定每架無人機的衛星導航信息更新率和通信丟包率的影響，計算該架無人機的最終狀態信息廣播發送頻率；無人機k配置的衛星導航設備信息更新的刷新頻率為f_k,gps，計算無人機k的最終狀態信息廣播發送頻率其中函數min(*)表示取集合中的最小值。