【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多智能体系统，具体涉及一种无人机追踪覆盖方法及装置。
技术介绍
1、无人机追踪覆盖技术在现代应用中发挥着举足轻重的作用。该技术利用先进的无人机设备对地面目标进行实时监控、定位和追踪，同时在临地安防领域得到了广泛应用。
2、在无人机追踪覆盖
，监测和控制高维特征中的多目标面临着巨大挑战。这项复杂的任务要求在错综复杂和不断变化的环境中同时追踪多个地面目标，因此必须对地面目标位置和运动状态进行高精度和高效率地监测。然而，实际应用中，在多目标监测和控制方面遇到了巨大挑战。目标数量之多大大增加了追踪系统的复杂性。对众多目标进行实时监控和追踪需要强大的数据处理能力，快速处理和分析传感器收集的数据对于确保迅速决策和响应至关重要。要克服这些挑战，就必须整合先进的算法、传感器技术和数据处理方法，以处理实际中的各种情况。
3、现有的无人机追踪覆盖技术在场景设计上大多集中于追踪单个动态目标，甚至多架无人机追踪同一目标，导致资源浪费和配置效率低下。在追踪时无人机的责任划分上忽略了追踪对象的速度、加速度等因素，而这些因素对于了解行动趋势和预测下一步行动方向至关重要。在控制设计上往往侧重于控制技术本身的单目标适应性，而忽略了至关重要的时间。
技术实现思路
1、本专利技术实施例提供一种无人机追踪覆盖方法及装置，用以解决现有无人机追踪针对单个动态目标，存在资源浪费和配置效率低的问题，同时，在追踪动态目标时忽略了动态目标的速度和加速度等因素的问题。
2、本专利
3、根据地面动态目标的运动数据特征，对地面动态目标进行区域划分，每个所述区域对应设置一个无人机进行追踪；
4、根据无人机的基本动力学模型、无人机的当前状态和无人机的系统输入得到无人机的动力学模型变换式；
5、构建无人机的观测器和无人机的反步控制器，根据所述观测器和所述反步控制器得到无人机的误差一阶导数；
6、根据所述误差一阶导数和lyapunov方程依次得到第i个无人机的第一lyapunov函数和第i个无人机的第一lyapunov函数一阶导数；根据所述反步控制器、第i个无人机的第二lyapunov函数和第i个无人机的第一lyapunov函数一阶导数得到第i个无人机的第二lyapunov函数一阶导数；
7、根据所述观测器、所述反步控制器、所述第i个无人机的第一lyapunov函数一阶导数和所述第i个无人机的第二lyapunov函数一阶导数得到无人机的控制器输入。
8、优选地，所述地面动态目标的运动数据特征包括以下任意一个或多个组合：
9、地面动态目标在x方向的运动轨迹；
10、地面动态目标在y方向的运动轨迹；
11、地面动态目标在x方向的初始位置；
12、地面动态目标在在y方向的初始位置；
13、地面动态目标的速度；
14、地面动态目标的加速度；
15、所述地面动态目标在x的运动轨迹，所述地面动态目标在y方向的运动轨迹，所述地面动态目标在x方向的初始位置，所述地面动态目标在y方向的初始位置，所述地面动态目标的速度，所述地面动态目标的加速度分别通过下列公式表示：
16、
17、
18、
19、
20、
21、
22、其中，fx表示地面动态目标在x方向的运动轨迹，fy表示地面动态目标在y方向的运动轨迹，fx11表示第一类别中第一地面动态目标在x方向的运动轨迹，fy11表示第一类别中地面动态目标在y方向的运动轨迹；表示地面动态目标在x方向的初始位置，表示地面动态目标在y方向的初始位置，v[0，...，t′]表示地面动态目标的速度，a[0，...，t′]表示地面动态目标的加速度。
23、优选地，所述无人机的控制器输入如下所示：
24、
25、其中，ui表示第i个无人机的控制器系统输入，hi，2表示常数，表示第i个无人机的第一状态观测值，σi表示第i个无人机的系统输出，表示第i个无人机通过前一阶段滤波器获得的中间函数一阶导，表示第i个无人机的第二lyapunov函数的误差p次方，p＞1，表示第i个无人机的第二lyapunov函数的误差q次方，0＜q＜1，zi，2表示第i个无人机的第二lyapunov函数，m表示无人机的质量，ci，4和ci，3表示常数。
26、优选地，所述第i个无人机的第一lyapunov函数一阶导数如下所示：
27、
28、所述第i个无人机的第二lyapunov函数一阶导数如下所示：
29、
30、其中，表示第i个无人机的第一lyapunov函数一阶导数，zi，1表示第i个无人机的第一lyapunov函数，表示第i个无人机的第一lyapunov函数的误差p次方，p＞1，表示第i个无人机的第一lyapunov函数的误差q次方，0＜q＜1，表示第i个无人机的第一lyapunov函数的误差平方，ci，1和ci，2表示常数，m表示无人机的质量，表示第i个无人机的第二lyapunov函数一阶导数，zi，2表示第i个无人机的第二lyapunov函数，表示第i个无人机的第二lyapunov函数的误差一阶导，ui表示第i个无人机的控制器系统输入，表示第i个无人机的第一状态观测值，σi表示第i个无人机的系统输出，表示第i个无人机通过前一阶段滤波器获得的中间函数一阶导数，hi，2表示常数。
31、优选地，所述无人机的动力学模型变化式如下所示：
32、
33、其中，ai表示状态系数矩阵，ηi表示第i个无人机的当前状态，hi表示状态矩阵，σi表示第i个无人机的系统输出，ui表示第i个无人机的控制器系统输入，ki表示无人机的空气阻力系数，bi表示输入项系数矩阵，bi＝[0，1]t，f(ηi)表示第i个无人机的变换公式，hi，1和hi，2表示常数。
34、优选地，所述无人机的观测器和无人机的反步控制器如下所示：
35、
36、
37、所述根据所述观测器和所述反步控制器得到无人机的误差一阶导数之前，还包括：
38、进行地面坐标系和无人机自身坐标系的变换，得到如下所示的坐标变换：
39、
40、其中，表示第i个无人机的第一状态观测一阶导，表示第i个无人机的第一状态观测值，hi，1表示常数，σi表示第i个无人机的系统输出，表示第i个无人机的第二状态观测一阶导，ui表示第i个无人机的控制器系统输入，hi，2表示常数，zi，1表示第i个无人机的第一lyapunov函数的误差，ηi，1表示第i个无人机的第一信息值，ηi，r表示第i个无人机的期望值，zi，2表示第i个无人机的第二lyapunov函数，表示第i个无人机的第二状态观测值，αi表示第i个无人机通过前一阶段滤波器获得的中间函数，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种无人机追踪覆盖方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述地面动态目标的运动数据特征包括以下任意一个或多个组合：
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无人机的控制器输入如下所示：
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第i个无人机的第一Lyapunov函数一阶导数如下所示：
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无人机的动力学模型变换式如下所示：
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无人机的观测器和无人机的反步控制器如下所示：
7.一种无人机追踪覆盖装置，其特征在于，包括：
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述无人机的控制器输入如下所示：
9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1-6任意一项所述的无人机追踪覆盖方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有计算机程序，所述计算机程
...【技术特征摘要】
1.一种无人机追踪覆盖方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述地面动态目标的运动数据特征包括以下任意一个或多个组合：
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无人机的控制器输入如下所示：
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第i个无人机的第一lyapunov函数一阶导数如下所示：
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无人机的动力学模型变换式如下所示：
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无人机的观测器和无人机的反步控制...
【专利技术属性】
技术研发人员：王震，甄西媛，王晓虎，卢润田，李向华，于登秀，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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