一种基于协商机制的无人机集群构建方法技术

本发明专利技术涉及一种基于协商机制的无人机集群构建方法，方法包括：S10第一类无人机根据自身信息和感知的外部信息确定用于组建指定用途的无人机族的组建信息及信息发布时刻；S20第一类无人机在所述信息发布时刻向无人机集群发布所述组建信息；S30第一类无人机接收到至少一个第二类无人机反馈的所述组建信息的响应，则采用类招聘方式与该第二类无人机交互，获得加入无人机族的所有第二类无人机；S40第一类无人机和加入无人机族的所有第二类无人机基于信息浓度竞选策略确定该无人机族的族中心，进而获得无人机集群中的多个无人机族。上述方法可以根据任务的实时需求自主协商形成对应任务的无人机族，无需人工干预，动态自适应地组建无人机集群。自适应地组建无人机集群。自适应地组建无人机集群。

【技术实现步骤摘要】
一种基于协商机制的无人机集群构建方法


[0001]本专利技术涉及无人机集群自主构建技术，尤其涉及一种基于协商机制的无人机集群构建方法。

技术介绍

[0002]对于大规模无人机集群，将无人机集群分成更小规模的无人机小组并构建集群组织能够实现对无人机集群更高效地控制，符合未来在人监督下的集群作战需求。目前无人机集群的组织关系的建立主要是人工指定，集群控制人员通过设置指令来确定集群内无人机的层级关系，包括如何分组、各小组的成员、小组内的中心成员和普通成员等；如果在飞行过程中需要重新分组，则需要地面控制人员通过通信链路发送指令给无人机，改变无人机的分组关系。
[0003]已有的通过人工设置方式确定无人机集群内部层级关系的方式依赖于控制人员的经验、链路通信的正常，在实际的战场环境下，面对复杂作战任务时，有明显的缺陷。如：当链路受到干扰中断时，集群中的无人机无法接收地面控制人员的指令，集群无法调整组织关系；当集群规模很大时，人工指定组织关系的效率变低，甚至无法解决超大规模集群的组织构建问题；任务复杂时，仅依靠人的经验不能够构建最优的满足任务需求的集群组织等。可见，通过人工方式构建集群组织的方式自主性差、灵活性差、受通信性能影响较大、对人的经验依赖大、且不适用于大规模集群的组织构建。
[0004]鉴于此，亟需一种基于自主协商机制的无人机集群构建方法。

技术实现思路

[0005](一)要解决的技术问题
[0006]针对现有技术的不足，本专利技术实施例提供一种基于协商机制的无人机集群构建方法，该方法可以自主协商，无需人工干预，动态自适应地组建无人机集群。
[0007](二)技术方案
[0008]为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：
[0009]第一方面，本专利技术实施例提供一种基于协商机制的无人机集群构建方法，包括：
[0010]S10、第一类无人机根据自身信息和感知的外部信息确定用于组建指定用途的无人机族的组建信息及信息发布时刻；
[0011]S20、所述第一类无人机在所述信息发布时刻向无人机集群发布所述组建信息；
[0012]S30、所述第一类无人机接收到至少一个第二类无人机反馈的所述组建信息的响应，则采用类招聘方式与该第二类无人机交互，获得加入无人机族的所有第二类无人机；
[0013]S40、所述第一类无人机和加入无人机族的所有第二类无人机基于信息浓度竞选策略确定该无人机族的族中心。
[0014]可选地，所述方法还包括：
[0015]无人机集群中各无人机族的组中心和未加入任何无人机族的第二类无人机基于
信息浓度竞选策略确定无人机集群的长机。
[0016]可选地，所述自身信息包括下述的一种或多种：无人机类型、载荷类型、载荷数量、与当前第一类无人机直接通信的无人机数量、信息浓度；
[0017]感知的外部信息包括下述的一种或多种：是否发现目标、目标类型、目标大小、目标价值；
[0018]和/或，
[0019]所述组建信息包括下述的一种或多种：无人机族的用途、组建无人机族的第二类无人机的数量，组建无人机族的第二类无人机的类型、组建无人机族的第二类无人机的载荷类型、组建无人机族的第二类无人机的载荷数量、组建无人机族的第二类无人机与当前第一类无人机通信跳数、有效期、发布者信息、物理距离阈值；
[0020]所述S10中的第一类无人机根据自身信息和感知的外部信息确定用于组建指定用途的无人机族的组建信息及信息发布时刻，包括：
[0021]第一类无人机根据公式(1)确定所述信息发布时刻；
[0022]公式(1)：信息发布时刻＝1/(初始信息浓度*招聘规模)；
[0023]所述招聘规模为：所述组建信息中组建无人机族的第二类无人机的数量；
[0024]所述初始信息浓度为发布组建信息的第一类无人机的初始设定值。
[0025]可选地，所述组建信息包括下述的一种或多种：无人机族的用途、组建无人机族的第二类无人机的数量，组建无人机族的第二类无人机的类型、组建无人机族的第二类无人机的载荷类型、组建无人机族的第二类无人机的载荷数量、组建无人机族的第二类无人机与当前第一类无人机通信跳数阈值、有效期、发布者信息、物理距离阈值；
[0026]所述S30中的第一类无人机接收到至少一个第二类无人机反馈的所述组建信息的响应，包括：
[0027]第二类无人机接收所述组建信息，并确定本机不属于任一个无人机族且满足所述组建信息中的条件，则向第一类无人机反馈所述响应；
[0028]所述响应包括：本机类型、本机载荷数量、本机与所述第一类无人机的通信跳数、本机与第一类无人机的实际的物理距离；
[0029]所述S30中的采用类招聘方式与该第二类无人机交互，获得加入无人机族的所有第二类无人机，包括：
[0030]所述第一类无人机判断接收所述响应的时间是否在所述有效期内；
[0031]若是，则计算该响应所属第二类无人机的工资，判断所述工资是否大于第一预设阈值，若大于，则将向所述第二类无人机发送录取信息，所述录取信息包括：所述工资和该录取信息的应答时间；所述工资的数值表示第二类无人机与组建信息的匹配程度；
[0032]所述第一类无人机在所述应答时间内接收到所述第二类无人机的确定加入的应答信息，则将所述第二类无人机作为无人机族的组员。
[0033]可选地，还包括：
[0034]若工资是小于等于第一预设阈值，则向所述第二类无人机发送未录取信息；
[0035]若第一类无人机在所述应答时间内未接收到所述应答信息，则判断当前时刻无人机族中已经加入的组员是否达到招聘规模，若达到，则结束；否则，重新执行所述S10；所述招聘规模为：所述组建信息中组建无人机族的第二类无人机的数量；
[0036]若第一类无人机在所述应答时间内接收到所述第二类无人机的确定加入的应答信息，则判断当前时刻无人机族中已经加入的组员是否达到招聘规模，若达到，则向发送所述应答信息的第二类无人机发送未录取信息；
[0037]所述第一类无人机在将所述第二类无人机作为无人机族的组员后，向所述第二类无人机发送成功加入信息。
[0038]可选地，所述第一类无人机计算该响应所属第二类无人机的工资，包括：
[0039]采用下述公式计算所述工资；
[0040]工资＝a*(组建信息中的第二类无人机载荷数量
‑
应聘无人机的载荷数量)+b+c+
[0041]d*(通信跳数阈值
‑
应聘无人机与第一类无人机的通信跳数)+e*|物理距离阈值
‑
实际的物理距离|；
[0042]其中，b＝1，表示应聘的第二类无人机的类型与组建信息中要求的第二类无人机的类型一致；否则，b＝0；
[0043]c＝1，表示应聘的第二类无人机的载荷类型与组建信息中要求的第二类无人机的载荷类型一致；否则，c＝0；
[0044]a和d本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于协商机制的无人机集群构建方法，其特征在于，包括：S10、第一类无人机根据自身信息和感知的外部信息确定用于组建指定用途的无人机族的组建信息及信息发布时刻；S20、所述第一类无人机在所述信息发布时刻向无人机集群发布所述组建信息；S30、所述第一类无人机接收到至少一个第二类无人机反馈的所述组建信息的响应，则采用类招聘方式与该第二类无人机交互，获得加入无人机族的所有第二类无人机；S40、所述第一类无人机和加入无人机族的所有第二类无人机基于信息浓度竞选策略确定该无人机族的族中心。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：无人机集群中各无人机族的族中心和未加入任何无人机族的第二类无人机基于信息浓度竞选策略确定无人机集群的长机。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自身信息包括下述的一种或多种：无人机类型、载荷类型、载荷数量、与当前第一类无人机直接通信的无人机数量、信息浓度；感知的外部信息包括下述的一种或多种：是否发现目标、目标类型、目标大小、目标价值；和/或，所述组建信息包括下述的一种或多种：无人机族的用途、组建无人机族的第二类无人机的数量，组建无人机族的第二类无人机的类型、组建无人机族的第二类无人机的载荷类型、组建无人机族的第二类无人机的载荷数量、组建无人机族的第二类无人机与当前第一类无人机通信跳数、有效期、发布者信息、物理距离阈值；所述S10中的第一类无人机根据自身信息和感知的外部信息确定用于组建指定用途的无人机族的组建信息及信息发布时刻，包括：第一类无人机根据公式(1)确定所述信息发布时刻；公式(1)：信息发布时刻＝1/(初始信息浓度*招聘规模)；所述招聘规模为：所述组建信息中组建无人机族的第二类无人机的数量；所述初始信息浓度为发布组建信息时的第一类无人机的信息浓度。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述组建信息包括下述的一种或多种：无人机族的用途、组建无人机族的第二类无人机的数量，组建无人机族的第二类无人机的类型、组建无人机族的第二类无人机的载荷类型、组建无人机族的第二类无人机的载荷数量、组建无人机族的第二类无人机与当前第一类无人机通信跳数阈值、有效期、发布者信息、物理距离阈值；所述S30中的第一类无人机接收到至少一个第二类无人机反馈的所述组建信息的响应，包括：第二类无人机接收所述组建信息，并确定本机不属于任一个无人机族且满足所述组建信息中的条件，则向第一类无人机反馈所述响应；所述响应包括：本机类型、本机载荷数量、本机与所述第一类无人机的通信跳数、本机与第一类无人机的实际的物理距离；所述S30中的采用类招聘方式与该第二类无人机交互，获得加入无人机族的所有第二
类无人机，包括：所述第一类无人机判断接收所述响应的时间是否在所述有效期内；若是，则计算该响应所属第二类无人机的工资，判断所述工资是否大于第一预设阈值，若大于，则将向所述第二类无人机发送录取信息，所述录取信息包括：所述工资和该录取信息的应答时间；所述工资的数值表示第二类无人机与组建信息的匹配程度；所述第一类无人机在所述应答时间内接收到所述第二类无人机的确定加入的应答信息，则将所述第二类无人机作为无人机族的组员。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：若工资是小于等于第一预设阈值，则向所述第二类无人机发送未录取信息；若第一类无人机在所述应答时间内未接收到所述应答信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑丽丽，付强，张秦岭，王立志，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：