禁飞区限制下的多无人机协同区域搜索方法技术

本发明专利技术提供了一种禁飞区限制下的多无人机协同区域搜索方法，设置无人机数据、禁飞区数据、地图初始信息以及搜索时间，产生数字地图；执行禁飞区回避方法，依照无人机顺序依次执行通讯约束，比较各个无人机的可行点的搜索代价，判定结束条件；最终获得覆盖率。本发明专利技术能够使多无人机在通信限制和禁飞区限制下，在避免进入禁飞区的前提下，实现对固定区域的最大覆盖。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
一种禁飞区限制下的多无人机协同区域搜索方法，其特征在于包括下述步骤：步骤1：设置无人机数据、禁飞区数据、地图初始信息以及搜索时间，产生数字地图；所述的无人机数据包括无人机数量n、无人机初始位置坐标和初始航向(x，y，h)、无人机通讯半径r和无人机动力模型，其中h∈{1，2，3，4，5，6，7，8}；所述的禁飞区数据包括禁飞区数量m、禁飞区边界顶点坐标（x1，y1）、（x2，y2）、（x1，y2）、（x2，y1）；所述的地图初始信息是指数字地图中每个单元格的初始H值，H值表示了目标区域的搜索历史；所述的搜索时间信息用字母k表示搜索时间，搜索步长为Δt；步骤2：执行禁飞区回避方法，比较无人机与禁飞区之间的位置信息，若无人机的位置离禁飞区边界两个步长，结合无人机动力学限制，执行回避方法，产生无人机下步可行点集合，否则，则根据无人机的动力学限制，产生下步可行点集合；步骤3：依照无人机顺序依次执行通讯约束，判断无人机之间的距离和通讯半径的关系，若无人机之间距离小于通信半径，则无人机之间进行信息交流，信息包括各自无人机位置和航向信息以及彼此的地图信息；若无人机之间距离大于通讯半径，则认为无人机之间相互不可知；根据已知无人机的位置信息，结合数字地图的信息，计算每个可行点的搜索代价Cs=H(Σk=1n-11Dk+Σj=141Dj)1+|φ|π/t,其中，Dk表示某个无人机和其他无人机的距离，k表示某无人机与其他无人机的距离的编号；n是指无人机数量；Dj是无人机和搜索区域各边界的距离，j是某无人机到四个边界距离的编号；φ是无人机到要求位置的航向角的变化；t表示决定转弯角度的分散点，t=8；步骤4：比较各个无人机的可行点的搜索代价，得到拥有最小搜索代价的可行点的坐标作为目标点；然后无人机执行飞行动作，移动到目标点上；最后，整体更新各个无人机的位置以及航向信息；步骤5：根据搜索时间k以及已搜索时间，判定结束条件；若已搜索时间达到k，则搜索结束，执行步骤6；否则，转到步骤2，执行循环；步骤6：根据数字地图中各个单元格的最终H值，计算至少被一架无人机搜索过一次的单元格数量占总单元格数的比例，即覆盖率，若覆盖率＞90%，就认为已经对本区域的目标分布有了基本的了解，搜索结束；否则，增大搜索时间，继续进行搜索。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：符小卫，魏广伟，高晓光，李建，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：