一种基于最大共识算法的无人机控制方法技术

本发明专利技术提出一种基于最大共识算法的无人机控制方法，包括：设置无人机群的通信网络拓扑结构，并设置目标地点；所述各无人机获取自身到所述目标地点的初始时间状态估计；所述各无人机与其连接的所有无人机交换时间状态；所述各无人机通过最大共识算法更新自身时间状态。本发明专利技术能够使所述各无人机在一定的通信时间内都具有相同的时间状态，即达成共识。即达成共识。即达成共识。

【技术实现步骤摘要】
一种基于最大共识算法的无人机控制方法


[0001]本专利技术属于无人机控制
，涉及利用多智能体协同控制无人机，特别涉及一种基于最大共识算法的无人机控制方法与装置。

技术介绍

[0002]目前，随着无人机技术的飞速发展，无人机协同控制问题在实际生活中受到了广泛的关注。考虑无人机在进行协同打击的情况下，每个无人机都需要一定的时间到达目的地，且每个无人机到达目的地的时间往往都是不同的，但需要所有无人机都同时到达目的地时才可进行攻击任务，这就需要各无人机互相之间进行同步通信，以达成共识，共同确定到达目的地所需要的时间。
[0003]但是实际生活中，往往通过集中式方法对无人机进行协同控制，这种方法都由一个中央控制点进行协调和管理，不能有效实现上述控制任务。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种基于最大共识算法的无人机控制方法，不再需要中央控制点，仅通过无人机自身，即可使无人机群具有相同的时间状态，即达成共识。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0006]一种基于最大共识算法的无人机控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0007]S101，设置无人机群的通信网络拓扑结构，并设置目标地点；所述通信网络拓扑结构中，各无人机分别作为一个节点；
[0008]S102，各所述无人机获取自身到所述目标地点的初始时间状态，所述初始时间状态是指无人机从初始位置到达目标地点所要花费的时间；
[0009]S103，各所述无人机与其连接的所有无人机交换时间状态；
[0010]S104，各所述无人机通过最大共识算法更新自身时间状态；
[0011]S105，返回至S103，多次迭代，直至各无人机的时间状态一致，即达成共识，使得所有无人机能够在同一时刻到达所述目标地点。
[0012]在一个实施例中，所述S101，无人机群的通信网络拓扑结构是固定的，是连通的；所述固定指的是通信网络拓扑结构不会变化，所述连通指的是通信网络拓扑结构中任意一个节点一定存在一条路径到达另外一个节点；所述目标地点是无人机群最终要一起到达的地点。
[0013]在一个实施例中，所述S103，各所述无人机与其连接的所有无人机通过无线通信交换时间状态，所述时间状态的交换是同步发生的，所述同步发生是指在同一个通信时间同时进行通信，通信时间由时钟或者外部事件定义。
[0014]在一个实施例中，所述S104，最大共识算法如下：
[0015][0016]其中，x
i
(k+1)表示第i个节点在第k+1个通信时刻的时间状态，x
j
(k)表示第j个节点在第k个通信时刻的时间状态，n为通信网络拓扑结构中的节点数量，J
i
表示通信网络拓扑结构中与第i个节点连接的所有节点序数的集合。
[0017]在一个实施例中，所述S105，各无人机通过交换多次信息后自身时间状态不再改变，则所述各无人机的时间状态一致。
[0018]进一步地，本专利技术还提供了一种基于最大共识算法的无人机控制装置，该装置搭载于无人机，包括：
[0019]获取模块，用于获取该无人机到目标地点的初始时间状态；
[0020]通信模块，用于该无人机与其连接的无人机进行信息交换；
[0021]算法控制模块，用于通过最大共识算法更新该无人机自身的时间状态，进而控制该无人机。
[0022]进一步地，本专利技术还提供了一种计算设备，包括存储单元和处理单元，所述存储单元存储有计算机程序，所述处理单元执行所述计算机程序时实现上述基于最大共识算法的无人机控制方法的步骤。
[0023]进一步地，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理单元执行时实现上述基于最大共识算法的无人机控制方法的步骤。
[0024]进一步地，本专利技术还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理单元执行时实现上述基于最大共识算法的无人机控制方法的步骤。
[0025]与现有技术相比，通过本专利技术提供的基于最大共识算法的无人机控制方法，无需中央控制点，可以使无人机群中的各无人机具有相同的时间状态，可以实现所有无人机同时到达目的地，可以使无人机在一定的通信时间内快速达成共识。
附图说明
[0026]构成本申请的一部分附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定，在附图中：
[0027]图1为根据本专利技术一个实施例的基于最大共识算法的无人机控制方法的流程图。
[0028]图2为通信网络拓扑结构图。
[0029]图3为节点时间状态随通信时刻变化的仿真图。
具体实施方式
[0030]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0031]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，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的实施例，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。
[0032]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用
的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0033]图1为根据本专利技术一个实施例的基于最大共识算法的无人机控制方法的流程图，如图1所示，该方法包括以下步骤：
[0034]S101：设计无人机群的通信网络拓扑结构，并设置目标地点。
[0035]在本专利技术设计的通信网络拓扑结构中，各个无人机分别作为一个节点。该无人机群的通信网络拓扑结构是固定的，即通信网络拓扑结构不会变化，同时又是连通的，即通信网络拓扑结构中任意一个节点一定存在一条路径到达另外一个节点，连通是为了保证所有的无人机都能进行信息的交换，通信网络拓扑结构可由人为设置给出。
[0036]本专利技术中，目标地点是无人机群最终要一起到达的地点，可由人为设置给出。
[0037]S102：无人机群中，各个无人机获取自身到所述目标地点的初始时间状态。
[0038]本专利技术中，时间状态是指各个无人机从当前位置到达目标地点所要花费的时间，初始时间状态则是指无人机从初始位置到达目标地点所要花费的时间，此数据可以在无人机系统中安装相应的传本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于最大共识算法的无人机控制方法，其特征在于，包括如下步骤：S101，设置无人机群的通信网络拓扑结构，并设置目标地点；所述通信网络拓扑结构中，各无人机分别作为一个节点；S102，各所述无人机获取自身到所述目标地点的初始时间状态，所述初始时间状态是指无人机从初始位置到达目标地点所要花费的时间；S103，各所述无人机与其连接的所有无人机交换时间状态；S104，各所述无人机通过最大共识算法更新自身时间状态；S105，返回至S103，多次迭代，直至各无人机的时间状态一致，即达成共识，使得所有无人机能够在同一时刻到达所述目标地点。2.根据权利要求1所述基于最大共识算法的无人机控制方法，其特征在于，所述S101，无人机群的通信网络拓扑结构是固定的，是连通的；所述固定指的是通信网络拓扑结构不会变化，所述连通指的是通信网络拓扑结构中任意一个节点一定存在一条路径到达另外一个节点；所述目标地点是无人机群最终要一起到达的地点。3.根据权利要求1所述基于最大共识算法的无人机控制方法，其特征在于，所述S103，各所述无人机与其连接的所有无人机通过无线通信交换时间状态，所述时间状态的交换是同步发生的，所述同步发生是指在同一个通信时间同时进行通信，通信时间由时钟或者外部事件定义。4.根据权利要求1所述基于最大共识算法的无人机控制方法，其特征在于，所述S104，最大共识算法如下：其中，x
i
(k+1)表示第i个节点在第k+1个通信时刻的时间状态，x
j
(k)表示第j个节点在第k个通信时刻的时间状态，n为通信网络拓扑结...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑元世，刘健，尹超琛，刘鹏，卿万华，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：