[发明专利]一种基于改进虚拟力场的无人机集群护航行为生成方法

权利要求书

1.一种基于改进虚拟力场的无人机集群护航行为生成方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、建立个体无人机虚拟力场的虚拟控制力模型：将个体无人机个体排斥作用力、个体一致性作用力、个体吸引作用力、护航目标吸引作用力、高价值区域吸引作用力以及禁飞区排斥作用力形成的合力作为个体无人机在虚拟力场中的虚拟控制力模型；

个体排斥作用力计算公式为：

其中F_ri为无人机i在无人机集群中所受到的个体排斥力；r_ij为无人机i与无人机j之间的空间间距；d_r为无人机集群的排斥作用区最大半径，对于无人机i，其排斥区范围R_ri通过R_ri＝{x|||x-x_i||＜d_r,x∈R²}定义；x_i、x_j分别为无人机i与无人机j的空间位置坐标；c_r为排斥作用权重修正因子；

S2、建立无人机集群虚拟力场的受力模型；

S3、通过虚拟控制力控制无人机的加速度，生成侦察无人机集群的护航行为；其中，步骤S3中每个无人机运动加速度由虚拟合力控制产生，虚拟力场合力计算公式为：

F_i＝F_ri+F_mi+F_ai+F_pi+F_di+F_ei

其中，F_i为无人机i在虚拟力场中所受控制力合力；F_ri为无人机i在无人机集群中所受到的个体排斥力；F_mi为无人机i在虚拟力场中所受到的个体一致性作用力；F_ai为无人机i在无人机集群中所受到的个体吸引作用力；F_pi为无人机i在所受到护航目标吸引作用力；F_di为高价值区域对无人机i的吸引作用力；F_ei为高价值区域对无人机i的吸引作用力；加速度计算公式为：

其中，m_i为无人机i的虚拟质量，a_i为无人机i受控加速度，A_i为无人机i可达到的最大加速度数值。

2.根据权利要求1所述的一种基于改进虚拟力场的无人机集群护航行为生成方法，其特征在于，个体一致性作用力计算公式为：

其中F_mi为无人机i在虚拟力场中所受到的个体一致性作用力，该作用力用以使一致性作用区内的无人机产生速度匹配的特性；v_j为无人机j的速度；R_mi为个体一致性作用区，对于无人机i，其个体一致性作用区域通过R_mi＝{x|d_r＜||x-r_ij||＜d_m,x∈R²}定义，d_m为一致性作用区的最大半径；c_m为一致性作用权重修正因子。

3.根据权利要求2所述的一种基于改进虚拟力场的无人机集群护航行为生成方法，其特征在于，个体吸引作用力计算公式为：

其中，其中F_ai为无人机i在无人机集群中所受到的个体吸引作用力；对于无人机i，其个体吸引作用区域通过R_ai＝{x|d_m＜||x-r_ij||＜d_a,x∈R²}定义，d_a为无人机集群的吸引作用区最大半径；c_a为吸引力作用权重修正因子。