[发明专利]一种分布式无人机编队状态信息广播发送频率的优化方法

权利要求书

1.一种分布式无人机编队状态信息广播发送频率的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：每架无人机广播发送以北东地坐标为参考系的飞行状态信息，包括位置信息和速度信息；包含K架无人机，无人机均采用分布式架构，其中的每架无人机按照一定频率向外广播发送自身的状态信息；其中无人机k的自身状态信息集合包括集合表示无人机k在北东地坐标系下的坐标，x^k表示北向坐标，y^k表示东向坐标，z^k表示地向坐标，表示无人机k的北向速度，表示无人机k的东向速度，表示无人机k的地向速度，无人机k发送自身状态信息的频率为f_k；

S2：每架无人机获取编队中其他无人机的状态信息，计算本机到编队内所有其他无人机的相对位置矩阵和相对速度矩阵；每架无人机获取编队中其他无人机的状态信息，计算本机到编队内所有其他无人机的相对位置矩阵和相对速度矩阵；对于无人机k，将无人机k与编队内所有无人机的相对位置关系表示为相对位置矩阵其中矢量表示无人机k与无人机q的相对位置关系，表示无人机k与无人机q的相对距离；将无人机k与编队内所有无人机的相对速度关系表示为相对速度矩阵其中表示无人机k与无人机q的相对速度关系；

S3：每架无人机计算本机与其他无人机的相对速度矢量在相对位置矢量上的速度投影；每架无人机计算本机与其他无人机的相对速度矢量在相对位置矢量上的速度投影；对于无人机k和无人机q,k≠q，无人机k与无人机q之间相对速度矢量在相对位置矢量上的速度投影为其中表示矢量与矢量的内积运算；

S4：设置安全距离，分别计算每架无人机与其他无人机之间的参考状态信息发送频率；设置无人机之间的最近安全距离为L_safe，编队内部无人机任意两架之间的相对距离不小于L_safe；k≠q，计算无人机k到无人机q的参考状态信息发送频率其中L_k,q-L_safe＞0；

S5：每架无人机用其他无人机到本机的通信丢包率代替本机到其他无人机的通信丢包率，计算本机到其他无人机的安全状态信息广播发送频率；每架无人机采用其他无人机到本机的通信丢包率代替无人机到其他无人机的通信丢包率，并计算相应的安全状态信息广播发送频率；k≠q，无人机q到无人机k的通信丢包率为Pr_q,k，采用Pr_q,k代替无人机k到无人机q的通信丢包率Pr_k,q，即令Pr_k,q＝Pr_q,k，获得保证无人机k到无人机q飞行安全的安全状态信息广播发送频率

S6：选取某无人机到其他无人机的安全状态信息广播发送频率的最大值作为该架无人机的编队安全状态信息广播发送频率；选取无人机k到其他无人机的安全状态信息广播发送频率的最大值作为无人机k的编队安全状态信息广播发送频率f_k,max，即其中函数max(*)表示取集合中的最大值；

S7：确定每架无人机的卫星导航信息更新率和通信丢包率的影响，计算该架无人机的最终状态信息广播发送频率；无人机k配置的卫星导航设备信息更新的刷新频率为f_k,gps，计算无人机k的最终状态信息广播发送频率其中函数min(*)表示取集合中的最小值。