[发明专利]无线紫外光协作下的多无人机环航编队动态围捕方法

权利要求书

1.无线紫外光协作下的多无人机环航编队动态围捕方法，其特征在于，给每架无人机内装紫外光MIMO通信模块(1)，所述紫外光MIMO通信模块包括半球型LED阵列装置(2)，半球型LED阵列装置(2)表面都被划分为M个纬线方向和N个经线方向，在经纬交点处安装紫外LED发送装置(3)，所述半球型LED阵列装置(2)顶部设置有全向接收机(4)，所述全向接收机(4)还通过线缆电连接有中心控制器(5)，在半球型LED阵列装置(2)的前后左右四面均安装有一个分光器(6)，四个所述分光器(6)能接收到对应面一整面的紫外LED发送装置(3)发出的紫外光，所述紫外LED发送装置(3)朝对应面的分光器(6)发射紫外光后经分光器(6)分为两束，一束射向目标，另一束射向中心控制器(5)，所述紫外LED发送装置(3)和中心控制器(5)还分别通过线缆电连接无人机控制系统。

具体步骤如下：

步骤1，初始化无人机与目标的位置和速度信息，每架无人机通过紫外LED发送装置(3)发出自身状态信息并通过全向接收机(4)接收相邻无人机的状态信息并存储；

步骤2，无人机利用紫外光MIMO通信模块(1)实时探测目标信息并和其余无人机实时共享；

步骤3，若发现目标后无人机到达期望的环航位置将目标包围在编队内部，然后执行步骤4，若未发现目标则重复步骤2；

步骤4，无人机利用紫外光MIMO通信模块(1)继续实时探测目标的运动信息并且实时调整环航位置；

步骤5，当环航编队与目标的相对静止时缩小当前的环航半径，视为围捕成功，环航结束，若不稳定则重复步骤4。

2.根据权利要求1所述的无线紫外光协作下的多无人机环航编队动态围捕方法，其特征在于，所述每个紫外LED发送装置(3)都有自身的编码，由纬向编码和经向编码组成，该编码反映紫外LED发送装置(3)发射光束相对于节点自身的方向；每个紫外LED发送装置(3)均能独立发送信息，完成信息的发出任务。

3.根据权利要求2所述的无线紫外光协作下的多无人机环航编队动态围捕方法，其特征在于，飞行过程中紫外光MIMO通信模块(1)实时探测目标信息具体为：无人机飞行过程中，紫外LED发送装置(3)发射紫外光脉冲信号，当照射到目标物上时会发生反射和散射，全向接收机(4)接收到反射回来的光信号，通过测量发射和接收到光信号的时间间隔计算出目标的距离。

4.根据权利要求3所述的无线紫外光协作下的多无人机环航编队动态围捕方法，其特征在于，所述中心控制器(5)包括依次通过线缆电连接的光电管(7)、恒定比例起止时刻鉴别器(8)、数字延迟电路(9)、寄存器(10)及单片机(11)，所述单片机(11)通过线缆电连接无人机控制系统，所述全向接收机(4)和所述恒定比例起止时刻鉴别器(8)通过线缆电连接，所述紫外LED发送装置(3)朝对应面的分光器(6)发射紫外光后经分光器(6)分为两束，一束射向目标，另一束射向光电管(7)。

5.根据权利要求4所述的无线紫外光协作下的多无人机环航编队动态围捕方法，其特征在于，飞行过程中紫外光MIMO通信模块(1)实时探测目标信息具体按照如下步骤实施：

步骤2.1，无人机上的紫外LED发送装置(3)发出窄脉冲光波信号，光波经分光器(6)发射出去分为两束，一束经光电管(7)采集光信号转换为电信号后传递给恒定比例起止时刻鉴别器(8)，恒定比例起止时刻鉴别器(8)触发计时，触发计时后，信号进入数字延迟电路(9)中；

另一束射向目标，经过目标反射后经全向接收机(4)接收，全向接收机(4)将接收到的信号电传递给恒定比例起止时刻鉴别器(8)，恒定比例起止时刻鉴别器(8)触发后停止计时，经恒定比例起止时刻鉴别器(8)发出的脉冲信号经过数字延迟电路(9)后直接进入寄存器(10)；

步骤2.2，单片机(11)读取寄存器获得延迟单元数量N，设单个延迟单元延时为t₀，则起止时间间隔为t＝t₀×n，则目标距离其中c为光速，计算目标距离后将该信息传送给无人机控制系统。