[发明专利]多无人机集群自组织协同察打任务规划方法

权利要求书

1.一种多无人机集群自组织协同察打任务规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将二维任务区域离散化，通过栅格化处理建立无人机进行察打任务决策的离散状态空间；

步骤2、基于分布式蚁群算法决策得到无人机的航路点，实现多无人机集群的协同搜索，当无人机搜索到目标时，立即对目标进行打击；分布式蚁群算法中的每只蚂蚁代理与一架无人机对应，通过网络相连接构成一个分布式的系统，蚂蚁代理之间通过通信网络交换各自的信息；每只蚂蚁代理分配一个独立的处理器，根据自身状态以及获知的其他蚂蚁代理的状态，进行自主决策；

步骤3、生成从当前航路点到下一时刻航路点的可飞航路。

2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述分布式蚁群算法的信息素更新机制包括局部信息素更新机制和全局信息素更新机制；局部信息素更新机制设计为：

其中，为k时刻蚂蚁代理i的本地信息素结构中，栅格(x,y)处的信息素浓度，为蚂蚁代理j造成的信息素衰减量，为蚂蚁代理i的邻居集合，为局部信息素衰减常量，为蚂蚁代理i所预测的蚂蚁代理j在k时刻的位置，R为蚂蚁代理的探测半径，为栅格(x,y)与之间的距离；

全局信息素更新机制设计为：

其中，F∈(0,1)为环境不确定因子，为全局信息素更新常量。

3.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述分布式蚁群算法中的启发函数如下：

其中grid_(x,y)＝0表示栅格(x,y)未被搜索过，grid_(x,y)＝1表示栅格(x,y)已被搜索过，N_L,N_W分别为任务区域横向和纵向的栅格数量。

4.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述分布式蚁群算法的状态转移规则设计为：

其中ω₁,ω₂为权重系数，且满足ω₁+ω₂＝1；为常规的状态转移规则，为考虑航程约束的状态转移规则，分别设计为：

其中，α是常规状态转移中信息素浓度重要程度因子，β是常规状态转移中启发函数重要程度因子，L_left(k+1)为无人机在k+1时刻的剩余航程，D_left(k+1)为候选栅格点到起点的距离，grid^*(k+1)为由蚁群算法决策得到的无人机下一时刻的航路点。

5.如权利要求1所述方法，其特征在于，在步骤3中，基于简单Dubins曲线生成所述从当前航路点到下一时刻航路点的可飞航路，具体方法如下：根据当前航路点位置和无人机的速度，以及步骤2得到的下一时刻航路点的位置，以无人机最小转弯半径为起始圆半径，可得到由一条圆弧和一条切线组成的简单Dubins路径，作为无人机的可飞航迹，到达目标航路点的速度方向由过目标航路点的起始圆的切线方向所决定。