[发明专利]一种无人机集群的分布式围捕控制方法及系统

说明书

本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种无人机集群的分布式围捕控制方法及系统，所述方法包括：群体中的无人机进行目标检测，获取该无人机与每个目标的距离、以及对每个目标进行围捕的无人机的数量，以确定该无人机的围捕目标；将对该无人机的围捕目标进行围捕的无人机作为无人机群，所述无人机根据该无人机与群体中其他无人机之间的距离、该无人机与每个目标的距离、该无人机与障碍物之间的距离、该无人机与场地边界之间的距离、该无人机与围捕目标之间的距离、以及该无人机群的期望包围圈半径确定该无人机的控制速度，并按照该控制速度飞行，以对围捕目标进行围捕，本发明能够自主、安全性高的对目标进行分布式围捕。

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种无人机集群的分布式围捕控制方法及系统。

背景技术

无人机集群飞行越来越成为当下各领域研究的热点，比如警用无人机群侦查、灾后救援、灯光表演等。无人机具有体积小，安全性高，造价低等特点，无人机自主集群飞行执行任务优势日益显现。无人机自主集群围捕是指无人机群在空中以群体状态在空中飞行，群体协作执行包围任务，是无人机自主集群飞行执行任务的一个重要应用。

现有技术中，大多采用人工控制无人机完成飞行任务，即无人机集群实时接收地面工作台的指令，根据指令执行任务，存在中心控制节点。无人机集群在中心节点控制下围捕目标，即无人机的行为受地面工作台控制，无人机不具备自主集群围捕的功能。

发明内容

本发明目的在于提供一种无人机集群的分布式围捕控制方法及系统，具备自主集群围捕的功能，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种无人机集群的分布式围捕控制方法，所述方法包括以下步骤：

步骤S100、群体中的无人机进行目标检测，获取该无人机与每个目标的距离、以及对每个目标进行围捕的无人机的数量；

步骤S200、所述无人机根据该无人机与每个目标的距离、以及对每个目标进行围捕的无人机的数量确定该无人机的围捕目标；

步骤S300、将对该无人机的围捕目标进行围捕的多个无人机作为一个无人机群，获取该无人机与群体中其他无人机之间的距离、该无人机与每个目标的距离、该无人机与障碍物之间的距离、该无人机与场地边界之间的距离、该无人机与围捕目标之间的距离、以及该无人机群的期望包围圈半径；

步骤S400、所述无人机根据该无人机与群体中其他无人机之间的距离、该无人机与每个目标的距离、该无人机与障碍物之间的距离、该无人机与场地边界之间的距离、该无人机与围捕目标之间的距离、以及该无人机群的期望包围圈半径确定该无人机在当前时刻的控制速度；

步骤S500、所述无人机按照所述控制速度飞行，以对所述围捕目标进行围捕。

进一步，所述步骤S200包括：

步骤S210、所述无人机根据该无人机与每个目标的距离、以及对每个目标进行围捕的无人机的数量确定第一矩阵，所述第一矩阵用于表征每个目标的围捕权重；

步骤S220、将所述第一矩阵进行最大值索引，索引出围捕权重的最大值，将该最大值的序号对应的目标作为该无人机的围捕目标。

进一步，所述第一矩阵的计算公式为：

其中，seq_k为第k个目标的围捕权重，(a，b)为权重矩阵，r_itark为第i个无人机距离第k个目标的距离，N_itark为对第k个目标进行围捕的无人机的数量；k＝1，2，...，n；n为目标的总数量。

进一步，所述步骤S400包括：