[发明专利]一种基于飞蛾信息素机制的无人机集群目标搜索方法

权利要求书

1.一种基于飞蛾信息素机制的无人机集群目标搜索方法，其特征在于：该方法实现步骤如下：

步骤一：搭建无人机集群典型搜索场景

步骤二：任务地图网格化，并给定无人机初始网格坐标

步骤三：无人机初始化位置和信息素地图

步骤四：无人机启动目标探测设备，获取目标位置信息

步骤五：无人机集群通信交互，共享位置和目标信息

步骤六：按照飞蛾信息素挥发机制更新信息素地图

步骤七：按照飞蛾信息素传播机制更新信息素地图

步骤八：无人机按照飞蛾信息素分泌机制更新信息素地图

步骤九：无人机判断当前风势状况

步骤十：无人机根据局部信息素地图进行运动决策

步骤十一：无人机判断当前局部信息素浓度状况

步骤十二：无人机在高浓度均匀信息素场中进行运动决策

步骤十三：无人机在低浓度均匀信息素场中进行运动决策

步骤十四：无人机在非均匀浓度信息素场中进行运动决策

步骤十五：无人机集群碰撞后移动，目标移动

步骤十六：无人机判断是否锁定到目标。

2.根据权利要求1所述的一种基于飞蛾信息素机制的无人机集群目标搜索方法，其特征在于：所述步骤六按照飞蛾信息素挥发机制更新信息素地图，具体过程如下：

对于全局信息素地图中的任意网格，如果信息素数值p_i,j为正数，则将该信息素数值减去吸引挥发因子v⁺，但不能使信息素数值降为负数；如果信息素数值p_i,j为负，则将该信息素数值加上排斥挥发因子v^-，但不能使信息素数值增为正数；如果信息素数值p_i,j为0，则该网格的信息素数值不发生变化：

3.根据权利要求1所述的一种基于飞蛾信息素机制的无人机集群目标搜索方法，其特征在于：所述步骤七按照飞蛾信息素传播机制更新信息素地图，具体过程如下：

无人机根据得到的集群中各个无人机的位置信息以及目标搜索设备返回的距离和角度更新信息素地图；考虑目标搜索设备特性，定义以各个无人机位置(x_k,y_k)为圆心，以为半径R，角度范围在[θ_t,k-θ_t,k·δ_θ,θ_t,k+θ_t,k·δ_θ]角度范围内的扇形区域为目标信息素传播区域ROP_k，信息素从目标信息素传播区域ROP_k圆弧向无人机传播，将目标信息素传播区域ROP_k映射到信息素地图中，当网格中心坐标(i,j)位于该扇形区域时，按照飞蛾信息素机制对该网格的信息素p_i,j进行更新：

其中，R_grid_k为目标信息素传播区域ROP_k半径对应的网格边数；K_k,1和K_k,2为扇形区域的两条边所在直线的斜率；对于信息素地图中的任一网格(i,j),1≤i≤m,1≤j≤n，如果满足如下条件，则认为该网格在无人机k的目标信息素传播区域ROP_k内：

信息素从目标信息素传播区域ROP_k圆弧向无人机传播，距离越远，传播得到的信息素数值越低；设计如下飞蛾信息素传播机制，无人机按照该机制更新信息素地图：

其中，d_(i,j),k为网格(i,j)到无人机k的距离对应的网格边数，P_r为目标传播的最大信息素数值。

4.根据权利要求1所述的一种基于飞蛾信息素机制的无人机集群目标搜索方法，其特征在于：所述步骤八无人机按照飞蛾信息素分泌机制更新信息素地图，具体过程如下：

无人机k当前位置所在网格及其邻居网格，受到本机分泌的排斥信息素P_ks的影响，更新信息素地图：