[发明专利]一种异构无人机群交互分簇编队及航迹规划方法

权利要求书

1.一种异构无人机群交互分簇编队及航迹规划方法，包括以下步骤：

根据要处理的任务与所述无人机群内各无人机的动力学特性，对所述无人机群分簇，所划分的每个簇同要处理的任务之一对应；

对于所划分的每个簇，获取其对应任务的目标位置、已识别的障碍物位置与簇内的各无人机的当前位置；

根据所述目标位置、障碍物位置与无人机当前位置，利用引力函数与斥力函数计算各无人机在当前位置受到的引力与斥力，其中根据改进的人工势场函数获取所述引力函数与所述斥力函数；

根据各无人机在当前位置受到的引力与斥力的合力驱动各无人机。

2.根据权利要求1所述的方法，其中

所划分的每个簇内的无人机群具有相同的动力学特性，以及每个簇内的各个无人机所接收的来自其他簇的无人机的输入之和相同。

3.根据权利要求2所述的方法，其中

根据要处理的任务性质与无人机群的飞行环境获取可用的编队形式；

为要处理的任务对应的簇设置功能与编队形式。

4.根据权利要求1所述的方法，其中

所述改进的人工引力势场函数为

其中，X为第i簇机群中单架无人机的当前位置，X_goal为第i簇机群的目标位置，X_ob为第i簇机群所遇到的障碍物位置；k_att和k_rep分别表示引力势场系数和斥力势场系数；U_att(X)和U_rep(X)分别表示引力势场函数和斥力势场函数；ρ(X,X_goal)＝||X-X_goal||为所述单架无人机与目标位置的相对距离，ρ(X,X_ob)＝||X-X_ob||为所述单架无人机与障碍物位置的相对距离；ρ₀为障碍物的最大作用范围；t为调节因数，是一个可变化的正常数。

5.根据权利要求4所述的方法，其中

所述引力函数为

所述斥力函数为

所述合力的函数为

F(X)＝F_att(X)+F_rep(X)

其中，

斥力分量F_rep1(X)的方向由所述障碍物位置指向所述单架无人机，斥力分量F_rep2(X)的方向由所述单架无人机指向所述目标位置，与引力同向。

6.根据权利要求5所述的方法，其中

所述合力的函数为F(X)＝F_att(X)+F_rep(X)+F_ct(X)

F_ct(X)＝F′_rep(X)+μF_att(X)

其中F_ct(X)表示调控力，所述调控力用于驱动所述无人机摆脱陷入局部极小值引起的受力平衡状态，F′_rep(X)表示新斥力，其大小为各障碍物的斥力分量之和，方向为垂直于各障碍物斥力的合力方向；μ表示调控系数，其定义为

其中ρ_j(X,X_ob)表示所述单架无人机与第j个障碍物的相对距离，ρ₀表示障碍物的最大作用范围。