[发明专利]一种无人机刚性队形切换方法及装置

权利要求书

1.一种无人机刚性队形切换方法，其特征在于，包括：

基于当前队形拓扑图，获取对应的至少一个可行拓扑图；

获取各可行拓扑图对应的关联矩阵的特征值，并基于各关联矩阵的特征值获取对应的特征值分布规律；

基于所述特征值分布规律对所述至少一个可行拓扑图进行筛选，得到至少一个第一目标拓扑图；

基于障碍物模型，计算各第一目标拓扑图的最小有效半径和伸缩因子；

基于能量优化算法从各第一目标拓扑图中获取代价最小的拓扑图作为第二目标拓扑图，以使无人机基于所述第二目标拓扑图实现刚性队形切换。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在基于当前队形拓扑图，获取对应的至少一个可行拓扑图，之前还包括：

基于预设任务地图以及无人机的性能参数，获取所述当前队形拓扑图。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取各可行拓扑图对应的关联矩阵的特征值，并基于各关联矩阵的特征值获取对应的特征值分布规律，包括：

基于领航跟随模式，构建各可行拓扑图对应的关联矩阵；

基于各关联矩阵建立特征方程，并获取树形拓扑图和星形拓扑图分别对应的特征值分布规律。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于领航跟随模式，构建各可行拓扑图对应的关联矩阵，包括：

确定各可行拓扑图中的领航者和跟随者，并确定各无人机之间的拓扑依赖关系；

基于有向图关联矩阵的定义，获取各关联矩阵中个元素的值。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述特征值分布规律对所述至少一个可行拓扑图进行筛选，得到至少一个第一目标拓扑图，包括：

将每一可行拓扑图与所述特征值分布规律进行匹配；

若每一可行拓扑图与所述特征值分布规律匹配，则将该可行拓扑图保留作为第一目标拓扑图，否则，舍弃该可行拓扑图。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于障碍物模型，计算各第一目标拓扑图的最小有效半径和伸缩因子，包括：

获取障碍物的空间信息进行建模，得到障碍物模型；

基于所述障碍物模型，获取所述障碍物的等效尺寸；

基于所述最小有效半径和所述等效尺寸，获取所述伸缩因子。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述障碍物模型包括长方体模型或圆柱体模型。

8.一种无人机刚性队形切换装置，其特征在于，包括：

可行拓扑图获取模块，用于基于当前队形拓扑图，获取对应的至少一个可行拓扑图；

特征值分布规律获取模块，用于获取各可行拓扑图对应的关联矩阵的特征值，并基于各关联矩阵的特征值获取对应的特征值分布规律；

第一目标拓扑图获取模块，用于基于所述特征值分布规律对所述至少一个可行拓扑图进行筛选，得到至少一个第一目标拓扑图；

尺寸计算模块，用于基于障碍物模型，计算各第一目标拓扑图的最小有效半径和伸缩因子；

第二目标拓扑图获取模块，用于基于能量优化算法从各第一目标拓扑图中获取代价最小的拓扑图作为第二目标拓扑图，以使无人机基于所述第二目标拓扑图实现刚性队形切换。

9.一种嵌入式电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。