[發明專利]一種基于Oc-ACO算法的多無人機集群編隊避障方法有效

申請號：	202110540312.1	申請日：	2021-05-18
公開（公告）號：	CN113238579B	公開（公告）日：	2022-06-07
發明（設計）人：	孫偉;張亞斌	申請（專利權）人：	西安電子科技大學
主分類號：	G05D1/10	分類號：	G05D1/10
代理公司：	北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350	代理人：	郭秉印
地址：	710126 陜西省西安市長安***	國省代碼：	陜西;61
權利要求書：	查看更多	說明書：	查看更多
摘要：
搜索關鍵詞：	一種基于 oc aco 算法無人機集群編隊方法
鉆瓜網技術展會專利詞庫專利權人專利榜在售專利公布日期熱門專利

【權利要求書】：

1.一種基于Oc-ACO算法的多無人機集群編隊避障方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、設置初始化參數以及最大迭代次數；

步驟2、建立環境模型，利用八叉樹進行地圖轉換，生成柵格塊地圖；

步驟3、當迭代次數小于最大迭代次數時，檢測是否存在偽造攻擊，若存在偽造攻擊，則執行步驟4，若不存在偽造攻擊，則執行步驟5，具體按照如下方法檢測無人機是否受到偽造攻擊：

若滿足公式(6)，則認為無人機集群未受到攻擊，否則認為無人機集群受到偽造攻擊，該公式(6)如下：

于公式(6)中，為第j架無人機在i時刻的實時位置，ρ_i為在i時刻的蟻群算法的步長，num為蟻群算法迭代次數，D_max為無人機集群間距離最大值；

步驟4、以被攻擊無人機坐標位置及偽造節點坐標位置為核心，更新等價靜態障礙物模型，生成新的障礙物約束條件，所述靜態障礙物模型按照如下公式建立：

于公式(1)中，x＝[x_i,y_i,z_i]為障礙物表面位置的坐標，x_i＝[x_i,y_i,z_i]為被攻擊無人機的位置坐標，x_i+1＝[x_i,y_i,z_i]為偽造節點的位置坐標，R_i為靜態障礙物的半徑大小，d_safe為無人機之間的安全距離，ρ_i為蟻群算法的步長；

步驟5、采用輪盤賭法選取下一步前進的局部最優點；

步驟6、調用實時蟻群算法進行路徑規劃；

步驟7、判斷步驟5獲得的局部最優點是否為終點，若否，則執行步驟6后返回步驟3繼續執行，若是，得到無人機路徑，結束。

2.根據權利要求1所述的一種基于Oc-ACO算法的多無人機集群編隊避障方法，其特征在于，所述步驟1中初始化參數包括：無人機的起始位置及初始代價、目標位置及初始代價、節點生成半徑、迭代依次路徑行駛長度、無人機間最大距離。

3.根據權利要求1所述的一種基于Oc-ACO算法的多無人機集群編隊避障方法，其特征在于，所述步驟2中環境模型具體按照以下方法進行建模：

無人機編隊偽造攻擊防御模型按照如下公式建立：

于公式(2)中，J(x(k),u(k))為總體編隊的代價函數，J_i(x_i(k),u_i(k))為第i架無人機的編隊安全代價函數，x_i(k)＝[x_i(k),y_i(k),z_i(k)]為UAV_i的坐標矢量，x_j(k)＝[x_j(k),y_j(k),z_j(k)]為UAV_j的坐標矢量，P、Q、R為對稱正定矩陣，表示各分量的重要度，N_F為無人機集群中無人機數量，U為無人機的速度向量與無人機與障礙物中心之間的向量集合。