[发明专利]拒止环境下无人机群协同搜索和围捕方法

权利要求书

1.一种拒止环境下无人机群协同搜索和围捕方法，其特征在于，所述方法包括两个阶段，分别为搜索阶段和围捕阶段；

所述搜索阶段，无人机群根据联合求解的刺激值，尽可能高效地覆盖目标区域，探索动态和静态目标；

所述围捕阶段，由头狼带领已经到达的无人机向目标发起攻击直至消灭目标任务完成。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

S1、对搜捕环境进行栅格化离散建模；初始时所有无人机均为探狼，在每个时隙内探狼分别在一个离散网格内进行搜索，同时设置搜索刺激值，使得越多无人机搜索过且距离上次探索时间越短的网格刺激值越低，从而尽可能地达到搜索范围全覆盖，并对障碍物进行标记，提示无人机群避开障碍物；

S2、在搜索到目标之后，无人机判断该目标所需要的弹药资源，并化身头狼召集猛狼进行围攻；在足够的猛狼到达之前，头狼对目标需要保持跟踪状态，由于在拒止环境中GPS导航失效，为更好地实现对目标的定位，需要引入基于定位置信度的无人机群协同定位方式进行目标定位，每隔固定时间向集群系统发送目标的当前位置；

S3、头狼将会组织已经到达的猛狼进行攻击直至目标被消灭，待目标消失后，头狼转化为探狼继续进行搜索任务；

S4、攻击完成后无人机群继续在搜捕范围内进行搜索，直至范围内不存在攻击目标，则搜捕过程结束。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，S1中的搜捕范围进行栅格化离散建模，每个目标均存在于离散网格中，且每个网格中至多存在一个攻击目标，目标可以在网格之间进行移动；每个障碍物也均存在于网格中，且每个网格中至多存在一个障碍物，障碍物不可以移动；同时在栅格化建模后，每次无人机都是从一个网格中心移动到相邻网格中心；故无人机的飞行方向离散为8个飞行方向，分别位东、南、西、北、东南、东北、西南和西北，但无人机在飞行时只能选择向其前方、左前方和右前方继续飞行，敌方目标移动时也遵从该原则。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，S2中在搜索到攻击目标变为头狼之后存在如下情况：

头狼为进攻型无人机且携带的攻击弹药资源充足，则头狼不进行召唤行为，直接对目标进行攻击直至目标被消灭；

头狼为进攻型无人机且携带的攻击弹药资源不充足，则头狼进行召唤行为，并基于改进狼群算法进行任务分配；

头狼为侦查无人机时，直接进行召唤行为，并基于改进狼群算法进行任务分配。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于改进狼群算法进行任务分配的具体步骤为：

根据个体-个体互动和个体-环境互动的综合结果计算无人机是否需要向目标奔袭的指导因素值；

若根据指导因素值，该无人机需要向该目标奔袭，则将该任务状态置1，并转换角色为猛狼，否则状态置0，不进行奔袭。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，基于定位置信度的无人机协同定位方式具体步骤为：

通过实时测量的传感数据进行相对定位推算，并在相对定位中交换无人机自身的定位信息；

无人机以定位置信度为依据进行协同定位；

通过扩展卡尔曼滤波进行融合以纠正无人机的姿态输出。

7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：该程序被处理器执行时实现如权利要求1～6中任一项所述的拒止环境下无人机群协同搜索和围捕方法中的步骤。

8.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1～6中任一项所述的拒止环境下无人机群协同搜索和围捕方法中的步骤。