一种基于信息素的异构无人机侦察方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于信息素的异构无人机侦察方法及系统，所述异构无人机包括电子侦察无人机和光学侦察无人机，所述方法包括：分别建立异构无人机的栅格地图，并初始化栅格地图中的信息素；确定异构无人机的目标航向，控制异构无人机根据所述目标航向侦察目标；通过设置第一信息素指示电子侦察无人机远程搜索目标；通过设置第二信息素指示光学侦察无人机抵近侦察所述目标；在光学侦察无人机发现目标后，对在栅格地图上目标位置做标记。本发明专利技术能够减少侦察的盲目性，提高侦察效率和侦察的可行性。行性。行性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于信息素的异构无人机侦察方法及系统


[0001]本专利技术属于无人机应用
，具体涉及一种基于信息素的异构无人机侦察方法及系统。

技术介绍

[0002]近年来，无人机技术取得了突破性进展，因其成本低、尺寸小和隐蔽性强，已经在侦察、监视、打击和运输等任务中获得了广泛的应用。大型无人机具有载重大，续航时间长等优点，通过携带多种传感设备，可以执行多样化的任务，但大型无人机价值较高，目标较大易于拦截。相反的，小型无人机虽然载荷较低，但是只能携带单一的传感设备。异构无人机可由大量携带不同载荷的无人机组成，执行任务时，异构无人机基于自组织网络实现信息共享，搭载不同类型传感器的无人机通过相互协作、综合利用各传感器的侦察优势，通过多机协同实现对目标的侦察。
[0003]目前的异构无人机通常用于对位置已知的多个目标进行侦察，通过任务分配和轨迹规划以降低目标被重复侦察的概率，但是还没有利用异构无人机对未知区域的目标进行侦察的方法。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的上述不足，本专利技术提供一种基于信息素的异构无人机侦察方法及系统，以解决上述技术问题。
[0005]第一方面，本专利技术提供一种基于信息素的异构无人机侦察方法，所述异构无人机包括电子侦察无人机和光学侦察无人机，所述方法包括：分别建立异构无人机的栅格地图，并初始化栅格地图中的信息素；确定异构无人机的目标航向，控制异构无人机根据所述目标航向侦察目标；通过设置第一信息素指示电子侦察无人机远程搜索目标；通过设置第二信息素指示光学侦察无人机抵近侦察所述目标；在光学侦察无人机发现目标后，对在栅格地图上目标位置做标记。
[0006]进一步的，所述确定异构无人机的目标航向，包括：获取异构无人机所有的可行航向，计算所述可行航向对应的环境搜索收益、协作代价和抵近侦察收益；根据所述环境搜索收益、协作代价和抵近侦察收益，计算可行航向的加权受益；选择所述加权收益最大的可行航向为目标航向。
[0007]进一步的，所述计算所述可行航向对应的环境搜索收益、协作代价和抵近侦察收益，包括：根据下述公式计算环境搜索收益：，为所述环境搜索收益，为可行航向上的栅格位置对应的信息素；
根据下述公式计算异构无人机之间的排斥力：,其中为侦察无人机可行航向的单位法向量，为侦察无人机与侦察无人机航线的垂直距离，为侦察无人机对侦察无人机的排斥力，为所述异构无人机之间排斥力；根据下述公式计算协作代价：，为所述协作代价，为所述异构无人机之间的排斥力，为可行航向与排斥力方向之间的夹角；根据下述公式计算光学侦察无人机的抵近侦察收益：，为所述抵近侦察收益，为光学侦察无人机的可行航向与目标的夹角。
[0008]进一步的，所述根据所述环境搜索收益、协作代价和抵近侦察收益，计算可行航向的加权受益，包括：根据下述公式计算可行航向的加权收益：,所述为所述加权收益，为所述环境搜索收益，为所述协作代价，为所述抵近侦察收益，、和为常数，其中，计算电子侦察无人机的加权受益时，对应的。
[0009]进一步的，所述通过设置第一信息素指示电子侦察无人机远程搜索目标，包括：在确定所述目标航向的情况下，将电子侦察无人机的第一信息素设置为第一预设值，第一信息素为栅格地图中所述目标航向位置上的信息素，所述第一预设值用于指示电子侦察无人机远程搜索目标，所述第一预设值高于信息素阈值。
[0010]进一步的，所述通过设置第二信息素指示光学侦察无人机抵近侦察所述目标，包括：在电子侦察无人机定位所述目标所在的目标区域的情况下，将光学侦察无人机的第二信息素设置为第二预设值，所述第二信息素为栅格地图上所述目标区域所在位置的信息素，所述第二预设值用于指示光学侦察无人机抵近侦察所述目标，所述第二预设值低于信息素阈值。
[0011]进一步的，在所述在光学侦察无人机发现目标后，对在栅格地图上目标位置做标记之前，所述方法还包括：在光学侦察无人机抵近侦察时，将光学侦察无人机经过位置的第三信息素设置为第三预设值，所述第三预设值高于信息素阈值。
[0012]进一步的，所述方法还包括：按比例降低电子侦察无人机的栅格地图的信息素浓度。
[0013]第二方面，本申请一种基于信息素的异构无人机侦察系统，其特征在于，包括：初始化单元，配置用于分别建立异构无人机的栅格地图，并初始化栅格地图中的信息素；航向确定单元，配置用于确定异构无人机的目标航向，控制异构无人机根据所述目标航向侦察目标；
远程搜索单元，配置用于通过设置第一信息素指示电子侦察无人机远程搜索目标；抵近侦察单元，配置用于通过设置第二信息素指示光学侦察无人机抵近侦察所述目标；目标确定单元，配置用于在光学侦察无人机发现目标后，对在栅格地图上目标位置做标记。
[0014]本专利技术的有益效果在于，本专利技术提供的一种基于信息素的异构无人机侦察方法及系统，利用信息素实现无人机之间的高效的信息交流，便于异构无人机执行协同侦察任务，提高侦察效率；通过电子侦察无人机和光学侦察无人机之间的协同工作对未知区域进行侦察，在协同工作的过程中，电子侦察无人机在远距离、大范围内对目标进行大致定位，减少侦察的盲目性，提高侦察效率；光学侦察无人机对电子侦察无人机定位的目标区域进行抵近侦察，实现目标的精确定位。通过异构无人机之间的协同侦察减少侦察的盲目性，提高侦察效率和侦察的可行性。
[0015]此外，本专利技术设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1是本专利技术一个实施例的方法的示意性流程图。
[0018]图2是本专利技术另一个实施例的方法的示意性流程图。
[0019]图3是本专利技术一个实施例的系统的示意性框图。
[0020]图4是本专利技术一个实施例的栅格地图的示意图。
[0021]图5是本专利技术一个实施例的异构无人机之间的排斥力的示意图。
[0022]图6是本专利技术一个实施例的光学侦察无人机的可行航向与目标位置的夹角的示意图。
具体实施方式
[0023]为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0024]如图1所示，本申请实施例提供一种基于信息素的异构无人机侦察方法。其中，图1执行主体可以为一种基于信息素的异构无人机侦察系统。
[0025]所述异构无人机包括电子侦察无人机和光学侦察无人机，两种无人机均为小型无人机，电子侦察无人机为搭载电子信号侦察设备的无人机；光学侦察无人机为搭载光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于信息素的异构无人机侦察方法，其特征在于，所述异构无人机包括电子侦察无人机和光学侦察无人机，所述方法包括：分别建立异构无人机的栅格地图，并初始化栅格地图中的信息素；确定异构无人机的目标航向，控制异构无人机根据所述目标航向侦察目标；通过设置第一信息素指示电子侦察无人机远程搜索目标；通过设置第二信息素指示光学侦察无人机抵近侦察所述目标；在光学侦察无人机发现目标后，对在栅格地图上目标位置做标记。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定异构无人机的目标航向，包括：获取异构无人机所有的可行航向，计算所述可行航向对应的环境搜索收益、协作代价和抵近侦察收益；根据所述环境搜索收益、协作代价和抵近侦察收益，计算可行航向的加权受益；选择所述加权收益最大的可行航向为目标航向。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算所述可行航向对应的环境搜索收益、协作代价和抵近侦察收益，包括：根据下述公式计算环境搜索收益：，为所述环境搜索收益，为可行航向上的栅格位置对应的信息素；根据下述公式计算异构无人机之间的排斥力：,其中为侦察无人机可行航向的单位法向量，为侦察无人机与侦察无人机航线的垂直距离，为侦察无人机对侦察无人机的排斥力，为所述异构无人机之间排斥力；根据下述公式计算协作代价：，为所述协作代价，为所述异构无人机之间的排斥力，为可行航向与排斥力方向之间的夹角；根据下述公式计算光学侦察无人机的抵近侦察收益：，为所述抵近侦察收益，为光学侦察无人机的可行航向与目标的夹角。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述环境搜索收益、协作代价和抵近侦察收益，计算可行航向的加权受益，包括：根据下述公式计算可行航向的加权收益：,所述为所述加权收益，为所述环境搜索收益，为所述协作代价，为所述抵近侦察收益，、和为常...

【专利技术属性】
技术研发人员：席宝，陈思，高放，王昭，刘佳冀，龙玉婧，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司信息科学研究院，
类型：发明
国别省市：