[發明專利]一種基于剖分理論的無人機與地面裝甲編隊協同控制方法

在審

• 申請號: 202110010967.8
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN112783211A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 宗迪;樊延平
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍裝甲兵學院
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 濟南光啟專利代理事務所(普通合伙) 37292
• 代理人: 李曉平

本發明涉及無人機技術領域，且公開了一種基于剖分理論的無人機與地面裝甲編隊協同控制方法，包括以下步驟：S1、運用A*啟發式搜索方法對無人坦克進行行進路徑規劃；S2、對行進路線進行分段式生成，每次只拓展一次節點，動態生成行進路線，直至到達目標點，S1中，采用代價函數:f(a)＝g(a)+h(a)計算，h(a)代表無人坦克從初始位置a0到節點a的真實代價值，g(a)為啟發式函數，涵義為從節點a開始，經過a的某個子節點到目標位置代價的估計值，把編碼中包含的空間數據信息數值代入啟發式函數g(a)中，經過計算得出該節點的預估代價值。本發明中，通過無人機與地面裝甲編隊協同控制可以大大提升陸軍裝甲平臺作戰能力，有利于地面突擊力量中無人機與裝甲裝備一體化發展。

技術領域

本發明涉及無人機技術領域，具體為一種基于剖分理論的無人機與地面裝甲編隊協同控制方法。

背景技術

隨著無人機與地面無人裝甲武器技術的發展和作戰任務的日漸復雜，無人機與地面裝甲協同作戰是未來智能化、無人化陸戰場提升陸軍地面突擊能力的發展趨勢，無人機與地面裝甲的編隊協同控制技術也成為當前研究的難點問題之一。武器裝備之間科學的編隊協同控制可以更好的發揮其作戰效能，可以減少無人武器裝備航路誤差，提高機載傳感器的精確度和通信有效性等，大幅提高作戰效率。目前的研究方向還是多針對無人機集群、裝甲車輛集群之間的編隊協同控制，無人機與地面裝甲之間的編隊協同控制理論和實踐研究都非常少，采用最多的基于多智體系統的協同控制方法主要有以下幾種：(1)集中式；(2)分布式；(3)集散式。這些方法各有優缺點，但對于功能日益復雜的無人裝備來說，在復雜戰場環境下保持編隊指控系統的實時性、穩定性、可擴展性還是比較困難.為此，我們提出一種基于剖分理論的無人機與地面裝甲編隊協同控制方法。

發明內容

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種基于剖分理論的無人機與地面裝甲編隊協同控制方法。

(二)技術方案

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種基于剖分理論的無人機與地面裝甲編隊協同控制方法，包括以下步驟：

S1、運用A*啟發式搜索方法對無人坦克進行行進路徑規劃；

S2、對行進路線進行分段式生成，每次只拓展一次節點，動態生成行進路線，直至到達目標點。

優選的，所述S1中，采用代價函數:f(a)＝g(a)+h(a)計算，其中，h(a)代表無人坦克從初始位置a0到節點a的真實代價值，g(a)為啟發式函數，涵義為從節點a開始，經過a的某個子節點到目標位置代價的估計值，把編碼中包含的空間數據信息數值代入啟發式函數g(a)中，經過計算得出該節點的預估代價值。

優選的，所述S2對行進路線進行分段式生成，每次只拓展一次節點，動態生成行進路線，直至到達目標點，具體為：

步驟一：開始,ifa＝＝C，over；or進入計算流程；

步驟二：在當前位置a進行節點擴展,根據約束條件，生成符合約束的子節點集合B；

步驟三：對集合B中的所有節點b,計算代價估計值f(b)＝g(b)+h(b),并找出bmin,使得F(bmin)＝F(b)min；

步驟四：無人坦克從當前位置a出發,按照規劃的下一段行進線路,去往下一位置b；

步驟五：將b視為無人坦克當前所在的位置,開始計算流程。

優選的，所述計算流程中，假設無人坦克當前所處的位置為a,行進目標點位置為C，通過擴展當前位置點a，找到所有的有效子節點b,根據無人坦克自身性能與戰場環境的限制，如坦克的轉向角，最遠行進距離，地面坡度、路面硬度。