[发明专利]用于目标跟踪的多无人机协同优化方法及系统

权利要求书

1.用于目标跟踪的多无人机协同优化方法，其特征是，包括以下步骤：

实时获取所有无人机的目标识别率TRR；

设定协同阈值θ₁和协同阈值θ₂，根据所述协同阈值θ₁、协同阈值θ₂与所述目标识别率TRR之间的关系制定协同策略；

基于协同策略建立约束条件从而使无人机实时进行飞行调整，以使无人机按照目标函数进行目标追踪；

协同策略包括：

若所有无人机的所述目标识别率TRR≤θ₁，则追踪目标处于背景杂波环境中而导致所有无人机均发生误识别，目标偏离了无人机的视野范围，无人机编队需调整搜索范围；

若至少存在一架无人机的所述目标识别率TRR满足θ₁≤TRR≤θ₂，则目标发生了多角度遮挡，根据所述目标识别率最大的无人机位置对其他无人机位置进行微调；

若所有无人机的所述目标识别率TRR均满足θ₁≤TRR≤θ₂，则目标发生了局部遮挡或相似物体干扰，据所述目标识别率最大的无人机位置对其他无人机位置进行微调；

若无人机的所述目标识别率TRR至少存在一个TRR≥θ₂，则目标发生方向的转变而导致无人机的视角变化，以所述目标识别率TRR最高的无人机为中心，对其它无人机的位置进行重新初始化后进行调整；

若所有无人机的所述目标识别率TRR均满足TRR≥θ₂，则目前多无人机跟踪是准确的，无人机飞行位置无需调整；

所有无人机的所述目标识别率TRR≤θ₁时的具体调整方式为：

以所述目标识别率TRR最大的无人机为中心，其他无人机向其靠拢的方式确定各个无人机的偏移方向，调整后的无人机的坐标满足：

其中，(x_it,y_it)为t时刻第i架无人机调整后的位置坐标，表示无人机在x、y轴方向的位移，n为采样时间，±表示无人机的偏移方向；

至少存在一架无人机的所述目标识别率TRR满足θ₁≤TRR≤θ₂时，调整后的无人机的坐标满足：

其中，a∈[1,N]记录所述目标识别率TRR最大的那架无人机的标号，均为弹性模糊约束项，p_i、q_i为容差；

所有无人机的所述目标识别率TRR均满足θ₁≤TRR≤θ₂的具体调整方式为与至少存在一架无人机的所述目标识别率TRR满足θ₁≤TRR≤θ₂的具体调整方式一致；

无人机的所述目标识别率TRR至少存在一个TRR≥θ₂时，调整后的无人机的坐标满足：

其中，a∈[1,N]，l_i、d_i均为严格约束项。

2.如权利要求1所述的用于目标跟踪的多无人机协同优化方法，其特征是，θ₁＝0.3，θ₂＝0.7。

3.如权利要求1所述的用于目标跟踪的多无人机协同优化方法，其特征是，所有无人机飞行时需要满足稳定性要求，动态势能越小，无人机的飞行稳定性越高，无人机的动态势能为：

其中，s表示第i架无人机UAV_i在Δt时间段内的最大飞行位移，Δx_i、Δy_i为第i架无人机UAV_i的调整位移，Δx_i＝x_i-x′_i,Δy_i＝y_i-y′_i；

基于无人机的动态势能，无人机协同跟踪的目标函数为：