[發(fā)明專利]一種基于剖分理論的無人機(jī)與地面裝甲編隊(duì)協(xié)同控制方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110010967.8
• 申請(qǐng)日: 2021-01-06
• 公開（公告）號(hào): CN112783211A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宗迪;樊延平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍陸軍裝甲兵學(xué)院
• 主分類號(hào): G05D1/10
• 分類號(hào): G05D1/10
• 代理公司: 濟(jì)南光啟專利代理事務(wù)所(普通合伙) 37292
• 代理人: 李曉平

1.一種基于剖分理論的無人機(jī)與地面裝甲編隊(duì)協(xié)同控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、運(yùn)用A*啟發(fā)式搜索方法對(duì)無人坦克進(jìn)行行進(jìn)路徑規(guī)劃；

S2、對(duì)行進(jìn)路線進(jìn)行分段式生成，每次只拓展一次節(jié)點(diǎn)，動(dòng)態(tài)生成行進(jìn)路線，直至到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于剖分理論的無人機(jī)與地面裝甲編隊(duì)協(xié)同控制方法，其特征在于：所述S1中，采用代價(jià)函數(shù):f(a)＝g(a)+h(a)計(jì)算，其中，h(a)代表無人坦克從初始位置a0到節(jié)點(diǎn)a的真實(shí)代價(jià)值，g(a)為啟發(fā)式函數(shù)，涵義為從節(jié)點(diǎn)a開始，經(jīng)過a的某個(gè)子節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)位置代價(jià)的估計(jì)值，把編碼中包含的空間數(shù)據(jù)信息數(shù)值代入啟發(fā)式函數(shù)g(a)中，經(jīng)過計(jì)算得出該節(jié)點(diǎn)的預(yù)估代價(jià)值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于剖分理論的無人機(jī)與地面裝甲編隊(duì)協(xié)同控制方法，其特征在于：所述S2對(duì)行進(jìn)路線進(jìn)行分段式生成，每次只拓展一次節(jié)點(diǎn)，動(dòng)態(tài)生成行進(jìn)路線，直至到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)，具體為：

步驟一：開始,ifa＝＝C，over；or進(jìn)入計(jì)算流程；

步驟二：在當(dāng)前位置a進(jìn)行節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展,根據(jù)約束條件，生成符合約束的子節(jié)點(diǎn)集合B；

步驟三：對(duì)集合B中的所有節(jié)點(diǎn)b,計(jì)算代價(jià)估計(jì)值f(b)＝g(b)+h(b),并找出bmin,使得F(bmin)＝F(b)min；

步驟四：無人坦克從當(dāng)前位置a出發(fā),按照規(guī)劃的下一段行進(jìn)線路,去往下一位置b；

步驟五：將b視為無人坦克當(dāng)前所在的位置,開始計(jì)算流程。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于剖分理論的無人機(jī)與地面裝甲編隊(duì)協(xié)同控制方法，其特征在于：所述計(jì)算流程中，假設(shè)無人坦克當(dāng)前所處的位置為a,行進(jìn)目標(biāo)點(diǎn)位置為C，通過擴(kuò)展當(dāng)前位置點(diǎn)a，找到所有的有效子節(jié)點(diǎn)b,根據(jù)無人坦克自身性能與戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的限制，如坦克的轉(zhuǎn)向角，最遠(yuǎn)行進(jìn)距離，地面坡度、路面硬度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于剖分理論的無人機(jī)與地面裝甲編隊(duì)協(xié)同控制方法，其特征在于：所述S1中，運(yùn)用剖分理論計(jì)算，具體為：把地球表面剖分為許多形狀相同的面片，在剖分的基礎(chǔ)上對(duì)這些獨(dú)一無二的面片進(jìn)行編碼，并建立索引，這里運(yùn)用經(jīng)典的O-QTM(OctahedralQuaternaryTriangularMesh)剖分方法對(duì)地球進(jìn)行剖分，通過遞歸連接球面三角形的中點(diǎn)，完成對(duì)球面的剖分，形成全球無縫連接、接近均勻分布的規(guī)則格網(wǎng)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于剖分理論的無人機(jī)與地面裝甲編隊(duì)協(xié)同控制方法，其特征在于：所述S1-2中，采用基于O-QTM的GeoDNA編碼方法，編碼規(guī)則具體為：地址碼+屬性碼，假設(shè)O-QTM中第n層某個(gè)剖分面片的編碼為QTM_ID稱為地址碼＝a0a1a2a3…an,a1-an是n層的四分碼,取值為0,1,2,3；a0是一個(gè)八分碼,表達(dá)在0層次的正八面體剖分,其取值為0,1,2,…7，屬性碼則用來描述剖分面片中空間實(shí)體的時(shí)間、形狀、自然、社會(huì)等屬性信息，這樣每個(gè)剖分面片都擁有了自己唯一的編碼標(biāo)識(shí)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于剖分理論的無人機(jī)與地面裝甲編隊(duì)協(xié)同控制方法，其特征在于：所述S1-2中，無人機(jī)與地面裝甲編隊(duì)協(xié)同控制的具體步驟為：

步驟一：任務(wù)分配(預(yù)規(guī)劃)；

步驟二：路線規(guī)劃；

步驟三：執(zhí)行任務(wù)；

步驟四：評(píng)估；

步驟五結(jié)束任務(wù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于剖分理論的無人機(jī)與地面裝甲編隊(duì)協(xié)同控制方法，其特征在于：所述S1-2中，在結(jié)合剖分理論后，編隊(duì)協(xié)同中整個(gè)作戰(zhàn)過程指控系統(tǒng)都可從武器裝備所處剖分面片提取數(shù)據(jù)，剖分編碼的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為鏈表式。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于剖分理論的無人機(jī)與地面裝甲編隊(duì)協(xié)同控制方法，其特征在于：所述S1-2中，在無人機(jī)和無人裝甲平臺(tái)的編隊(duì)協(xié)同控制過程中，可以從剖分面片的編碼中提取當(dāng)前節(jié)點(diǎn)與待擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系以及這些節(jié)點(diǎn)的空間信息，在GeoDNA編碼中節(jié)點(diǎn)信息是具有繼承性的，所以在進(jìn)行節(jié)點(diǎn)的擴(kuò)展時(shí)，可以根據(jù)編碼來可以方便的獲取下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的集合。