[发明专利]一种自主无人集群动态管理方法及管理平台

说明书

一种自主无人集群动态管理方法，所述方法包括：通过无人控制节点之间发送的心跳包数据判断无人控制节点的状态；基于主控节点的状态确定是否要对主控节点进行更新；其中，无人集群包括：通讯连接的多个无人控制节点和地面控制系统，所述无人控制节点包括：主控节点和普通节点。本发明提供的技术方案采用分布式与集中式相结合的自主无人集群组织结构，提高群体管理效率并避免单点故障的影响。

技术领域

本发明涉及一种集群管理方法，具体讲涉及一种自主无人集群动态管理方法及管理平台。

背景技术

近年来，随着自动控制、信息技术及计算技术的快速发展，无人平台(各种机器人、无人机、无人车等)的应用越来越广泛，同时成本越来越低。由于无人平台的自主性和智能化程度的提高，使得其执行复杂任务成为可能，当前以无人机为代表的无人武器装备已在实际作战任务中得到广泛应用，成为提升作战效能的关键组成部分。多异构无人平台组成自主无人集群不仅可以形成数量规模优势，还可通过相互协调合作实现优势互补，提高完成复杂任务的效率、灵活性和鲁棒性。

对无人集群进行有效的组织和管理是完成群体协同任务的重要保证，而必要的人工干预及异常处理机制则是保证自主无人集群在通信受限条件下安全性的重要途径。群体协同任务的复杂性和环境的不确定性对自主无人集群动态管理和异常处理方法在效率和鲁棒性等方面提出了更高的要求。

无人集群内无人平台之间的信息传递一般经由无线通信网络完成，无线通信的高延迟、不稳定性等是自主无人集群动态管理应考虑的重要方面。另外，自主无人集群动态管理方法的实现应该具有易用性，应方便的为上层其他用户应用提供足够的支持和接口，降低自主无人集群应用开发的难度，提高开发效率。

目前传统的方法不具有高效性和良好的鲁棒性，而且也不能很好的适应高延迟、不稳定的无线通信网络，进而不能为上层集群应用开发提供良好的支撑。

发明内容

基于传统的方法不具有高效性和良好的鲁棒性，而且也不能很好的适应高延迟、不稳定的无线通信网络，本发明提供了一种自主无人集群动态管理方法，所述方法包括：

通过无人控制节点之间发送的心跳包数据判断无人控制节点的状态；

基于主控节点的状态确定是否要对主控节点进行更新；

其中，无人集群包括：通讯连接的多个无人控制节点和地面控制系统，所述无人控制节点包括：主控节点和普通节点。

优选的，所述通过无人控制节点之间发送的心跳包数据判断无人控制节点的状态包括：

基于各无人控制节点间传输的心跳包数据和预先构建的状态判断概率模型确定各无人控制节点的状态。

优选的，所述预先构建的状态判断概率模型，包括：

无人控制节点对接收的其他无人控制节点发送的心跳包数据到达时间进行记录，将相邻两心跳包数据之间的时间间隔基于指数分布数学模型构建初始状态判断概率模型；

当接收到新的心跳包数据时，结合之前的心跳包数据历史信息对指数分布参数进行重新估计，得到状态判断概率模型。

优选的，所述基于各无人控制节点间传输的心跳包数据和预先构建的状态判断概率模型确定各无人控制节点的状态，包括：

将预设阈值概率带入所述状态判断概率模型计算各无人控制节点两个心跳包数据到达的时间间隔；

若所述无人控制节点在所述时间间隔内未收到心跳包数据则判断所述无人控制节点离开群体；否则所述无人控制节点处于通讯状态；

其中，所述预设阈值根据状态判断准确率及无人集群响应时间要求确定。

优选的，所述基于主控节点的状态确定是否要对主控节点进行更新，包括：