[发明专利]无人机集群环绕追踪方法

说明书

本发明适用于飞行控制领域，提供了无人机集群环绕追踪方法。该方法包括：旋翼无人机个体获取跟踪目标信息和旋翼无人机个体探测范围内其它旋翼无人机个体信息；根据追踪目标的光场模型，基于预设运动控制规则一和预设运动控制规则二控制旋翼无人机执行追踪目标的运动和调整间距的运动，并使旋翼无人机个体产生相应的行为动作指令；根据行为动作指令，结合旋翼无人机个体的状态信息生成旋翼无人机可执行的期望控制指令信号，控制旋翼无人机的运动；重复执行预设运动控制规则一和预设运动控制规则二，直至追踪过程结束。该方法控制简单灵活，适用于对单个或多个静态/动态目标的自动分配与环绕追踪，且集群内部成员数量的增减不会增加控制的复杂性。

技术领域

本发明属于无人机控制技术领域，尤其涉及无人机集群环绕追踪方法。

背景技术

无人机集群是近些年来全世界的研究热点之一，因在军事侦察、目标打击、通信中继、电子对抗、战场评估以及诱敌干扰等许多方面具有较高的任务执行效率逐渐获得广泛应用。基于作战任务的需求，目前已有技术在控制无人机集群对目标进行环绕追踪时控制复杂、灵活性差。无人机集群执行目标环绕追踪任务需要一种简单、灵活的分布式控制方法。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种基于仿生规则的无人机集群环绕追踪方法，以解决现有技术中因计算和通信量大引起的控制效果不佳以及不能对多动态目标任务自动分配和实施跟踪的问题。

本发明实施例提供的无人机集群环绕追踪方法，包括：

旋翼无人机个体获取跟踪目标信息和旋翼无人机个体预设范围内其它旋翼无人机个体信息；所述跟踪目标信息包括所述跟踪目标的位置和任务规模的大小，所述旋翼无人机预设范围内其它旋翼无人机个体信息包括探测区域和观察区域内其它旋翼无人机个体的位置信息；

根据所述跟踪目标信息建立所述追踪目标的光场模型；

根据所述追踪目标的光场模型，基于预设运动控制规则一控制旋翼无人机执行追踪目标的运动，使旋翼无人机个体产生相应的行为动作指令；根据所述旋翼无人机探测区域和观察区域内的其它旋翼无人机信息，基于预设运动控制规则二，控制旋翼无人机执行调整间距的运动，使旋翼无人机个体产生相应的行为动作指令；

根据所述行为动作指令，结合旋翼无人机个体的状态信息生成旋翼无人机可直接执行的期望控制指令信号，控制旋翼无人机的运动；

重复执行预设运动控制规则一和预设运动控制规则二，直至追踪过程结束。可选的，所述跟踪目标的光场模型具体为：以所述跟踪目标所在位置为光场的中心，光场中心的光强度根据任务的规模进行设计，光强度值与任务规模的大小成正比，光场周围位置的光强度值为光场中心位置的光强度值的千分之一与该位置到光场中心距离的平方的倒数值的乘积。

可选的，所述预设运动控制规则一具体为：

旋翼无人机个体i检测所在位置的光强度；

当旋翼无人机个体i所在位置的光强度小于第一门限值且大于第二门限时，搜索以旋翼无人机个体i所在位置为圆心和设定值R为半径围成的圆周区域中光强度最大值所在的位置，并将旋翼无人机个体i的运动方向调整为朝向所述光强度最大的位置所在的方向；当旋翼无人机个体i机头前方位置的光强度与旋翼无人机个体i所在位置的光强度的比值大于第二门限值与1之和时，控制所述旋翼无人机个体i向左或向右随机旋转预设角度以进行规避，并控制所述旋翼无人机个体i按照调整后的方向向前运动；当旋翼无人机个体i机头前方位置的光强度与旋翼无人机个体i所在位置的光强度的比值小于或等于所述第二门限值与1之和时，对所述旋翼无人机个体i的运动方向进行预设范围的随机调整，并控制所述旋翼无人机个体i按照调整后的方向向前运动；所述第二门限值小于所述第一门限值；