【技术实现步骤摘要】
一种基于区块链的多无人机协同城市感知方法
[0001]本专利技术涉及无人机
，尤其涉及一种基于区块链的多无人机协同城市感知方法。
技术介绍
[0002]近年来，随着城市的智能化程度越来越高，对城市环境感知的要求也愈加增高。传统对城市环境感知的信息来源主要是部署好的传感器，例如摄像头等，视距有限，且位置固定，难以对复杂、多遮挡的城市环境进行全域覆盖。同时，部署好的传感器多为光学设备，感知方式单一，性能有限，无法满足日益增长的感知需求。
[0003]无人机集群技术的迅速发展，为城市环境感知提供了新思路。通过无人机搭载多类型感知设备，利用多源信息融合处理技术，可以获取高质量的感知信息。同时，利用无人机的移动性，可以实现对复杂、多遮挡的城市环境实现全域感知，为后续城市的智能决策提供基础。利用无人机集群技术对城市环境的感知的主要难点在于如何根据感知需求，对无人机进行智能控制，使得多无人机可以协同完成城市感知任务。
[0004]传统无人机的协同控制方案往往需要一个中心控制器，通过收集无人机的资源、位置、功能等信息，...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于区块链的多无人机协同城市感知方法，其特征在于，包括如下步骤：(10)多无人机任务与状态信息共享：每个无人机作为一个节点，共同组成区块链；无人机通过接收城市态势中心发布的信息，生成感知任务，并发布至区块链上；同时，无人机周期性的将自身状态信息发布至区块链上；无人机利用广播通信，将各自的任务信息和状态信息进行共享，并写入区块中，形成共识；(20)无人机分布式问题建模：无人机根据共享后的任务信息与自身状态信息，分布式建模无人机协同城市感知问题；(30)区块链下多无人机共识机制：无人机通过接收其它无人机的广播信息，基于区块链的共识机制，实现多无人机信息的一致性共识，并将共识信息打包写入区块链中；(40)区块链下多无人机智能合约规则：基于共识后的一致性信息，根据智能合约规则，更新任务意向度向量、预分配任务向量与最高意向无人机向量；(50)无人机分布式生成协同感知方案：无人机利用迭代机制，周期性执行信息共识和智能合约，直至共识信息不再更新，并将形成的一致性协同感知方案计入区块链中。2.根据权利要求1所述的基于区块链的多无人机协同城市感知方法，其特征在于，步骤(10)多无人机任务与状态信息共享步骤包括：(11)无人机通过自身感知信息及城市态势中心发布的信息，生成感知任务集合每个任务包含任务重要性、对传感器类型的需求、资源消耗及待感知的信息，如区域搜索、目标跟踪、目标识别等内容；(12)无人机将自身状态信息，周期性的发布至区块链上，其中无人机的集合记为无人机n的状态信息包括感知半径S
n
、搭载传感器类型、资源容量R
n
等；S
n
代表无人机n最大的感知范围，R
n
代表无人机n可执行的任务数量上限；(13)无人机周期性的将自身任务信息和状态信息利用广播通信进行共享，并通过对数据进行加密等处理，写入区块中，形成共识。3.根据权利要求1所述的基于区块链的多无人机协同城市感知方法，其特征在于，步骤(20)无人机分布式问题建模步骤包括：(21)定义无人机与任务连接矩阵A
M
×
N
，其中元素a
m,n
∈{0,1}表示无人机n是否可以执行任务m；若无人机n搭载的传感器满足任务对传感器类型要求，同时任务m对应区域在无人机的感知半径S
n
内，则有a
m,n
＝1。反之，则有a
m,n
＝0；(22)定义无人机感知方案矩阵X
M
×
N
，其中元素x
m,n
∈{0,1}表示无人机n执行感知任务m；若无人机成功执行感知任务m，即实现对相关环境的感知，获得相应的感知收益q
m
；(23)将城市感知收益定义为多无人机协同完成感知任务的收益和，需在无人机资源约束下，通过优化设计感知方案，以最大化城市感知收益；优化问题可以建模为：
其中目标函数是城市感知收益，第一个约束表示无人机n资源有限，最多仅能完成R
n
个任务，第二个约束指为了避免多无人机执行相同感知任务而产生冲突，一个感知任务最多可由一个无人机执行；(24)引入任务意向度r
m,n
表示无人机n对感知任务m的意愿强烈程度，任务意向度越高意味着无人机愿意付出的代价越大；无人机与任务的匹配度定义为s
m,n
＝a
m,n
q
m
‑
r
m,n
，即任务收益与任务意向相差越大，...
【专利技术属性】
技术研发人员：许先哲，陶仁拓，李世康，储晓彬，陈亚伟，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十四研究所，
类型：发明
国别省市：
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