【技术实现步骤摘要】
无线紫外光防撞预警的无人机编队队形保持方法
[0001]本专利技术属于无人机编队保持
，涉及一种无线紫外光防撞预警的无人机编队队形保持方法。
技术介绍
[0002]随着无人机技术的发展，无人机凭借其体积小、机动灵活等特点，逐渐在工业和民用领域发展壮大。由于无人机应用领域的逐渐扩大，飞行环境也日益复杂，如何确保无人机编队的飞行安全，是否能够顺利完成工作任务，同时预先得知碰撞信息并进行编队重构与保持，成为了无人机领域的研究热点。
[0003]多无人机协同编队飞行即多架无人机为适应任务要求而进行某种队形排列和任务分配的组织模式，其相对单无人机在复杂环境适应性、载荷量、探测视野、多任务执行等方面呈现出巨大优势。现如今无人机编队在机间信息传递方面不具优势，同时编队中的无人机间相互碰撞导致无人机损伤的可能性也大大增加；因此能否保持实时的信息传递以及无人机编队无碰撞完成飞行任务是编队控制需要解决的问题。无人机队形保持中编队之间的实时通信是编队能够安全飞行的前提，需要进行深入研究；只有针对无人机编队进行多机合作、防碰撞预警，才...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.无线紫外光防撞预警的无人机编队队形保持方法，其特征在于，包括步骤：步骤1：建立无人机编队间紫外光通信链路；步骤2，在紫外光通信链路下、无人机编队队形保持期间采用人工势场法进行队形保持；步骤3，在队形保持期间每架无人机通过无线紫外光通信链路向所有邻居节点预广播下一时刻位置信息与速度信息本机状态，接收到广播信息后的无人机计算与广播来源无人机之间的状态是否触发防碰撞约束条件。若触发，则按照相对距离过小的控制策略和航线相交的控制策略进行防碰撞处理。步骤4，编队中无人机确认是否完成队形重构，若未完成则转步骤3；若已完成，结束队形重构过程。2.如权利要求1所述的无线紫外光防撞预警的无人机编队队形保持方法，其特征在于，所述步骤1具体的为：步骤1.1：搭建半球型紫外LEDs阵列，每个无人机上搭载的半球型紫外LEDs阵列的每个发送节点生成请求信息帧，依次按纬向和经向扫描式发送M个、N个请求信息帧，直到收到回应该节点的应答信息帧；步骤1.2：其他无人机通过全向接收机接收请求信息帧，接收到请求信息的节点将来自同一节点发出的接收信号最强的经向、纬向编码组成一组方向坐标，表明该信息由发送节点的此方向处LED发送。接收节点需要发送回应该请求信息的应答信息帧，发送方式与步骤1中的方式完全相同，直到接收到确认信息帧停止发送；步骤1.3：当步骤1.1的发送节点接收到步骤1.2中接收节点发送的应答信息帧后，可以确认该接收节点相对于本节点的方向坐标，此时发送节点已单向发现该接收节点。发送节点需生成确认信息帧并直接通过步骤1.3中接收节点的方向坐标发送该确认信息帧，无需扫描；步骤1.4：步骤1.2中的接收节点接收到该确认信息帧后，可以获得步骤1.1中接收节点相对于本节点的方向坐标，此时双方已互相发现，成功建立起无人机之间的通信链路。3.如权利要求2所述的无线紫外光防撞预警的无人机编队队形保持方法，其特征在于，所述步骤1.1中半球型紫外LEDs阵列半球形LEDs阵列顶端安装一个全向光接收机，表面包括M个纬线和N个经线，在每个经纬线相交处安装紫外LED，每个LED根据所在经纬线的位置进行编号。4.如权利要求1所述的无线紫外光防撞预警的无人机编队队形保持方法，其特征在于，所述步骤2具体的为：飞行过程中无人机编队通信网络为编队的队形保持提供可靠信息保障，考虑由n架相同型号的无人机组成编队表示为{UAV1,UAV2,...,UAVi,...,UAVn}，机载无线紫外光通信节点用节点集V表示，无人机间的通信链路用边集合E表示；且每架无人机具有相同的通信半径R，所有向编队飞行中UAV
i
通信的无人机构成其邻域几何N
i
＝{j∈V||q
j
‑
q
i
||＜R}，其中q
i
、q
j
表示UAV
【专利技术属性】
技术研发人员：赵太飞，容开新，党彬超，张雯，王玮，王昱祺，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：
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