[发明专利]无线紫外光协作集群无人机围捕方法

说明书

本发明公开了无线紫外光协作集群无人机围捕方法，当己方无人机检测到有敌方无人机入侵时，首先利用无线紫外光进行机间信息交互，无人机集群基于贪婪最优效益构建多个子联盟，然后在保证效益最大化的情况下，将多个协助追捕无人机加入子联盟；联盟构成后，己方无人机在成功捕获敌方无人机的约束条件下实施围捕；围捕过程中，己方无人机之间通过不同波长紫外光信号进行防碰撞，最后实现成功围捕。通过紫外LED阵列的角度和光功率，使其发出的两种波长紫外光刚好全覆盖以无人机机体为球心、半径分别为r₁和r₂的球形区域，并以此划分出危险区、通信区和未知区,以此实现机间防碰撞，动态调整己方无人机形成联盟，对敌方无人机实施成功围捕。

技术领域

本发明涉及无人机协作围捕技术领域，具体为无线紫外光协作集群无人机围捕方法。

背景技术

无人机作战是空中作战的发展趋势之一。无人机集群作战作为智能无人机作战的重要形式，正在崭露头角，它将生物群体运动理论应用于无人机集群的系统控制，对敌方实施电子干扰或攻击。目前针对无人机集群作战的指挥决策研究中的单方策略优化较多，而多方策略优化较少。因此，研究无人机集群协同对抗问题是智能无人机作战的重要任务。主要研究问题是：集群无人机在围捕目标过程中需要进行协作，如何利用最少数量的围捕无人机实现零逃逸围捕，如何通过多机协作对动态目标实现提前部署，从而提高无人机编队的协作围捕效率；在无人机集群对抗过程中，无人机需要完成目标搜索、围捕分配以及逃逸部署等诸多任；在实时动态场景下对每个无人机要做到及时处理，如动态联盟或更改策略。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了无线紫外光协作集群无人机围捕方法。实现无人机集群成功捕获敌方无人机的约束条件进行了研究，采用基于贪婪最优收益的追捕联盟算法，动态调整无人机形成联盟实施就近围捕。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：无线紫外光协作集群无人机围捕方法为，当己方无人机检测到有敌方无人机入侵时，首先利用无线紫外光进行机间信息交互，无人机集群基于贪婪最优效益构建多个子联盟，然后在保证效益最大化的情况下，将多个协助追捕无人机加入子联盟；联盟构成后，己方无人机在成功捕获敌方无人机的约束条件下实施围捕；围捕过程中，己方无人机之间通过不同波长紫外光信号进行防碰撞，最后实现成功围捕。

(三)有益效果

本发明提供了无线紫外光协作集群无人机围捕方法。具备以下有益效果：

(1)每架无人机均搭载紫外光收发装置，利用无线紫外光LED收发装置使得各无人机机间信息进行实时交互，提高了多无人机间通信的稳定性和可靠性。

(2)通过紫外LED阵列的角度和光功率，使其发出的两种波长紫外光刚好全覆盖以无人机机体为球心、半径分别为r₁和r₂的球形区域，并以此划分出危险区、通信区和未知区,以此实现机间防碰撞。

(3)提出己方无人机成功围捕敌方无人机的必要条件，采用基于贪婪最优收益的追捕联盟算法，动态调整己方无人机形成联盟，对敌方无人机实施成功围捕。

附图说明

图1是本发明的无线紫外光MIMO通信示意图；

图2是本发明的贪婪最优收益追捕联盟算法流程图；

图3是本发明的联盟领导者分配的偶图表示；

图4是本发明的联盟结构图；

图5是本发明的无人机机体周围由紫外光划分的不同区域；

图6是本发明的多无人机追捕单无人机示意图；

图7是本发明的多无人机成功追捕单无人机示意图。