[发明专利]无人机集群危险规避方法

说明书

本发明适用于飞行控制领域，提供了无人机集群危险规避方法，包括：旋翼无人机个体获取探测区域内的障碍/威胁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，根据障碍/威胁信息建立障碍/威胁的光场模型，根据旋翼无人机探测区域内其它旋翼无人机信息和障碍/威胁的光场模型，基于预设运动控制规则一、预设运动控制规则二和预设运动控制规则三控制旋翼无人机，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直接执行的期望控制指令信号，控制旋翼无人机的运动。上述方法控制简单，可用于对静态/动态障碍物体和危险区域的自动避让，因此适用对象广，且计算量小和灵活度高。

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危险规避方法。

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。其应用环境复杂，首先，由于集群内部成员数多集群内部个体之间既要避免相互碰撞，又要保持群聚飞行；其次还要躲避集群之外的静态、动态障碍的威胁，或由于作战任务的需求，要求无人机集群绕过敌方的探测区域或火力射击区域，以提高无人机的战场生存能力。目前，已有的群智能体的避障方法有几何向量法、人工势场法和模型预测法，这些方法主要针对集群外部的少数静态障碍有效，不能同时应对静态和动态障碍或威胁，因此适用对象单一、灵活性差，且采取数学解析的方法进行计算和处理，因此计算量随着障碍和威胁数量的增多显著增加，且人工势场法还易陷入局部极小点。因此，急需一种适用对象广、计算量小且灵活度高的分布式避障方法指导无人机集群内的个体规避危险。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种无人机集群危险规避方法，以解决现有技术中指导无人机集群内的个体灵活躲避各种静/动态或单/多个障碍体、威胁体以及危险区域的问题。

本发明实施例提供的无人机集群危险规避方法，包括：

旋翼无人机个体获取探测区域内的障碍/威胁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；所述障碍/威胁信息包括所述障碍/威胁的位置和威胁范围的大小，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内其它旋翼无人机个体的位置信息和航向；

根据所述障碍/威胁信息建立所述障碍/威胁的光场模型；

根据所述旋翼无人机探测区域内其它旋翼无人机信息，基于预设运动控制规则一控制旋翼无人机个体与属于同集群的其它旋翼无人机个体保持群聚飞行，使旋翼无人机个体产生相应的行为动作指令；根据所述障碍/威胁的光场模型，基于预设运动控制规则二，控制旋翼无人机集群内部的旋翼无人机个体对附近的障碍/威胁进行躲避，使旋翼无人机个体产生相应的行为动作指令；基于预设运动控制规则三控制旋翼无人机朝向目的地点飞行，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、预设运动控制规则二和预设运动控制规则三，直至到达目的地。

可选的，旋翼无人机个体通过局部感知方式或通信方式获取探测域内的障碍/威胁以及同集群的其它无人机的位置；

旋翼无人机个体i的探测域为：