[发明专利]一种基于行为识别的无人机集群内部信息传递方法

说明书

本发明属于无人机技术领域，提供一种基于行为识别的无人机集群内部信息传递方法。仿照摩斯码及数据通信协议，选择振翼作为无人机主动行为基本动作，制定相应的语义信息对照表；无人机在不偏离航线的前提下，按照所要传递任务信息对应的动作编码，完成左振翼或右振翼，由此实现无人机主动行为的表征；并通过无人机目标检测、跟踪、认知完成无人机主动行为的识别。本发明通过构建无人机主动行为编码规则，利用无人机主动行为表征与识别，在无人机集群内部有效传递信息，保证了无人机集群在通信拒止条件下，仍能够顺利完成任务或安全返航，提升了无人机集群的生存能力与协同适应性。

技术领域

本发明属于无人机技术领域，具体涉及一种基于行为识别的无人机集群内部信息传递方法。

背景技术

无人机在军、民领域均发挥着日益重要的作用。近年来，随着无人机技术提升及成本下降，智能无人机集群这一概念被引入到无人机研究中。无人机集群一般是由不互相依赖的无人机组成的智能群，通过自主通信形成协同任务能力。无人机集群具有区域分布性、单元自主性以及“去中心化”特性，在单一平台受损后仍可有序协同，因此，具有极佳的适应性与鲁棒性，可以高效执行各类协同任务。

无人机集群应用优势明显，但集群协同任务能力非常依赖于无人机间的信息传递，一旦信息交互被阻绝，无人机集群将无法有效协同，甚至相互干扰，丧失集群优势。极端天气、复杂环境等因素均可能造成电磁干扰，甚至形成通信拒止情况，导致严重后果。2018年，在西安举行的千架无人机表演活动，由于通信信号受到干扰未能完成既定任务，出现了“乱码”，造成了巨大的经济损失和社会影响。2020年，俄国防部长表示，俄军新一代SAPSAN电子战系统可以应对美军的小精灵无人飞行器，破坏蜂群战术。可见，发展一种不依赖于常规通信手段的无人机集群内部信息传递方法具有很高的应用价值。

受到生物集群研究的启发，视觉可以作为集群协同的一种抗干扰信息传播手段，灯语、旗语等方式就是利用视觉传递信息的典型应用。但灯语、旗语在无人机中的应用具有一定的缺陷，灯语、旗语需要在无人机上加装特定的信号发生机构，会影响无人机气动外形，增加无人机结构与电气系统的复杂性；且灯语在复杂的光照条件下，可靠性不高，会出现识别不准甚至识别不到灯光变化的情况。而通过对无人机主动行为进行表征和识别，进而传递和获取信息，这种方式不用额外添加信号发生机构，且在复杂光照条件下适应性更高，具有较高的应用价值，但国内外尚未有成功案例。

综上，建立基于行为识别的无人机集群内部信息传递方法，实现集群编队协同，是无人机集群应对通信受限情况的有效途径。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于行为识别的无人机集群内部信息传递方法，解决通信拒止条件下无人机集群内部无法有效传递信息，进而导致集群协同失效的技术问题，克服了现有通信手段易受电磁干扰与压制的缺陷，是对无人机集群内部信息传递方法的有效补充。

为达到上述目的，解决上述技术问题本发明的技术方案如下：

步骤1、无人机主动行为语义信息对照表的建立

仿照摩斯码及数据通信协议，选择振翼作为无人机主动行为基本动作，将无人机完成的一次左振翼记为“0”，完成一次右振翼记为“1”，按照无人机集群任务需求，“0”和“1”自定义排列顺序构成动作编码，用于表达具体的任务信息，并由此制定相应的语义信息对照表；

步骤2、无人机主动行为的表征

无人机在不偏离航线的前提下，按照所要传递任务信息对应的动作编码，完成左振翼或右振翼，由此实现无人机主动行为的表征；在主动行为表征过程中，利用飞控进行补偿，使得无人机在进行左振翼或右振翼时，保持原本的飞行航迹不变，由此获得与无人机正常行为区别明显的振翼效果且保证无人机的安全；

步骤3、无人机主动行为的识别

3.1无人机目标检测