[发明专利]一种无人机群飞行的控制方法、装置

说明书

本申请公开了一种无人机群飞行的控制方法，该方法包括，获取当前被执行的任务所期望的无人机群飞行状态，其中，无人机群包括至少两个以上无人飞机，当所期望的无人机群飞行状态的变化大于设定的变化阈值时，则采用层群策略控制，当所期望的无人机群飞行状态的变化不大于所述变化阈值时，则采用等群策略控制；其中，飞行状态包括飞行速度、飞行方向、空间位置之一或其任意组合。本发明引入层群策略与等群策略，实现多无人机基于策略切换的群体飞行控制，使飞行自组网系统兼具灵活机动和平稳飞行的能力。

技术领域

本发明涉及无人机控制领域，特别地，涉及一种无人机群飞行的控制方法。

背景技术

现有的无线组网研究中，主要有移动自组网(mobile ad hoc network,MANETs)、车载自组网(vehicular ad hoc network,VANETs)和飞行自组网(Flying ad hocnetworks,FANET)等自组网系统，其中，

移动自组网和车载自组网主要利用节点的移动性来构建节点模型，从而设计通信网络并分析性能；

飞行自组网系统作为专为无人机组网设计的方案，除了无线自组网本身具有的多跳性、自组织性、无中心等固有特点，还具有节点高速移动、网络拓扑快速变化、组网节点稀疏和网络异构性等与无人机密切相关的一些特性，因此，现有移动自组网的分析设计方法无法直接应用于飞行自组网。

自然界的鸟类经过长久的演化，形成了一整套系统的、成熟的群体行为策略。由于无人机群协同飞行与鸟类群体飞行行为存在相似性，因此通过分析并借鉴鸟类群体飞行规律是实现无人机群协同飞行控制的一个可能方向。通过观察分析鸽群的运动行为，发现鸽群采用层群策略、或等群策略飞行。同时，对群体飞行进行研究，可以发现队形会对飞行的能量消耗产生一定的影响。基于上述结论，结合无人机与鸟类的相似性，将鸟类的群体飞行策略引入无人机群群体飞行控制具有可行性。

对于飞行自组网，目前仍没有成熟的、可行的理论体系与解决方案，无法有效的解决无人机高移动性带来的问题。

发明内容

本发明提供了一种无人机群飞行的控制方法，以实现飞行自主网中无人机群的控制。

本发明提供的一种无人机群飞行的控制方法，是这样实现的：

获取当前被执行的任务所期望的无人机群飞行状态，其中，无人机群包括至少两个以上无人飞机，

当所期望的无人机群飞行状态的变化大于设定的变化阈值时，则采用层群策略控制，

当所期望的无人机群飞行状态的变化不大于所述变化阈值时，则采用等群策略控制；

其中，飞行状态包括飞行速度、飞行方向、空间位置之一或其任意组合。

较佳地，所述采用层群策略控制使得：

无人机群中用于领飞的第一无人飞机下一时刻的空间位置等于，该第一无人机当前时刻的空间位置，与，该第一无人机当前时刻飞行速度与时间间隔的乘积结果之和，

无人机群中其余跟随第一无人飞机的任一第二无人飞机下一时刻的空间位置等于，该第二无人机当前时刻的空间位置，与，该第二无人机当前时刻飞行速度与时间间隔的乘积结果之和；

其中，时间间隔为下一时刻与当前时刻之间的时长。

较佳地，所述采用等群策略控制使得：

无人机群中任一无人机下一时刻的空间位置等于，该无人机当前时刻的空间位置，与，该无人机当前时刻飞行速度与时间间隔的乘积结果之和；

其中，时间间隔为下一时刻与当前时刻之间的时长。

较佳地，所述当前时刻的飞行速度按照如下方式确定：