基于异构队形基准点无人机集群拓扑控制与智能防撞方法技术

本发明专利技术公开了一种基于异构队形基准点无人机集群拓扑控制与智能防撞方法，包括以下步骤：S1、过轨迹预测算法，预测周围节点和本节点下一时刻的位置轨迹；S2、根据预测的位置轨迹，采用基于碰撞危险因子与轨迹预测的速度自适应调整防撞算法，完成异构无人机之间的智能防撞处理；S3、在智能防撞处理的基础上，通过构建改进型动态势场及基于异构队形基准点的编队保持虚拟势场，采用异构无人机集群编队基于改进型动态强化势场的一致性群拓扑控制算法，完成异构无人机之间的编队队形控制。本发明专利技术是综合考虑大/小异构无人机集群系统而进行集群协同避障群拓扑控制方法研究。同避障群拓扑控制方法研究。同避障群拓扑控制方法研究。

Topology control and intelligent anti-collision method of UAV cluster based on heterogeneous formation benchmarks

【技术实现步骤摘要】
基于异构队形基准点无人机集群拓扑控制与智能防撞方法


[0001]本专利技术涉及异构无人机集群通信
，具体涉及一种基于异构队形基准点无人机集群拓扑控制与智能防撞方法。

技术介绍

[0002]异构无人机集群编队系统是多个异构无人机（大/小无人机等）通过特定的集群编队组网协议构成多节点集群通信网络，网络节点在预定的各种编队集群拓扑下，通过集群网络交互各类业务消息，完成自主智能防撞，并协同执行指定任务。
[0003]异构无人机集群编队系统的编队构型与群拓扑变化情况对整个集群编队的任务执行情况有重要影响，直接影响最终的任务成败。目前传统的无人机群拓扑控制研究主要是针对小无人机群（非异构）拓扑控制，解决编队一致性问题，没有针对异构无人机（大/小无人机等混合集群）的群拓扑控制及自适应防撞研究。针对异构无人机混合集群组网场景，异构无人机集群成员之间的一致性群拓扑优化及自主智能防撞能力还需优化提升。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的一种基于异构队形基准点无人机集群拓扑控制与智能防撞方法解决没有针对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于异构队形基准点无人机集群拓扑控制与智能防撞方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、异构无人机节点之间通过交互网络维护消息，获取周围异构节点的位置、速度、航向、安全半径信息，通过轨迹预测算法，预测周围节点和本节点下一时刻的位置轨迹；S2、根据预测的位置轨迹，采用基于碰撞危险因子与轨迹预测的速度自适应调整防撞算法，完成异构无人机之间的智能防撞处理；S3、在智能防撞处理的基础上，通过构建改进型动态势场及基于异构队形基准点的编队保持虚拟势场，采用异构无人机集群编队基于改进型动态强化势场的一致性群拓扑控制算法，完成异构无人机之间的编队队形控制。2.根据权利要求1所述的基于异构队形基准点无人机集群拓扑控制与智能防撞方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：异构无人机节点在接收周围其他节点发送的网络维护消息的同时，测量消息达到时间，并通过卡尔曼滤波算法，对周围节点下一时刻的位置、轨迹进行预测，同时预测自身的位置、轨迹，根据所有的预测结果，得到下一时刻本机与周围无人机之间的相对位置、速度及安全距离。3.根据权利要求2所述的基于异构队形基准点无人机集群拓扑控制与智能防撞方法，其特征在于，所述网络维护消息包括本节点地址、异构类型、发送时间、本机位置、速度、航向、防撞安全半径信息。4.根据权利要求1所述的基于异构队形基准点无人机集群拓扑控制与智能防撞方法，其特征在于，所述碰撞危险因子的计算方法为：令，其中为安全距离，d为相对距离，即本机与其他无人机位置之差，r1为本机安全半径，r2为其他无人机安全半径；当时，为“安全”状态，此时碰撞危险因子，其中，为安全系数，取值为0.3；当时，为“轻度危险”状态，此时碰撞危险因子，其中，为轻度危险系数1，取值为0.4，为轻度危险系数2，取值为0.3；当时，为“重度危险”状态，此时碰撞危险因子，其中，为重度危险系数1，取值为0.3，为重度危险系数2，取值为0.7。5.根据权利要求4所述的基于异构队形基准点无人机集群拓扑控制与智能防撞方法，其特征在于，所述自适应调整防撞算法具体为：当碰撞危险因子取值为“安全”状态时，无需做任何调制；当碰撞危险因子取值为“轻度危险”和“重度危险”状态时，自适应调整本机的速度和航向；调整后的速度为：，其中，为当前速度；调整后的航向为：
，其中，为当前航向角，为以本机航向方向为起始方向，...

【专利技术属性】
技术研发人员：席在杰，秦萌，周睿，赵政宁，曾勇，余炎，
申请(专利权)人：四川腾盾科技有限公司，
类型：发明
国别省市：