[发明专利]基于双飞行机器人对有源目标的协调搜寻方法与系统

权利要求书

1.一种基于双飞行机器人对有源目标的协调搜寻方法，其特征在于操作步骤如下：

1）对目标所在的搜寻区域进行搜索地图建模：在二维空间内进行离散化，搜寻区域为大小X×Y的矩形区域，划分搜寻区域为若干个同样大小的正方形区域（S×S），所有正方形区域的搜寻标记值H初始化为0，无人飞行器在一个时间步长内从一个矩形中心飞行到邻近的矩形中心；

2）双飞行器在任一正方形区域内，根据当前的航向，均产生3个备选航路点，即：左前方、正前方、右前方；并通过机载通讯设备与友机共享该信息；

3）根据导航成本函数 ，其中为双飞行器之间的距离，为双飞行器到搜寻区域边界的距离，确定双飞行器各自下一时刻的目标位置；双飞行器移动到目标位置；

4）更新地图信息，将当前搜寻的正方形区域标记为已搜寻，即赋值搜寻标记值H=1，搜寻标记值H初始值均为0；

5）根据双飞行器新的位置和航向，确定下一时刻的三个备选航路点；

6）不断重复步骤2）、3）、4）、5），直到发现目标。

2.根据权利要求1所述的基于双飞行机器人对有源目标的协调搜寻方法，其特征在于所述步骤3）中的确定双飞行器各自下一时刻目标位置的方法：

双飞行器根据导航成本函数从各自三个备选航路点中选择最优点作为目标位置；

设双飞行器为、，成本函数工作原理中的标注符号说明如下：为双飞行器之间的距离，为双飞行器到搜寻区域边界的距离；表示飞行器在时刻的备选航路点1的坐标，表示飞行器在时刻的备选航路点2的坐标，表示飞行器在时刻的备选航路点3的坐标；同理，表示飞行器在时刻的备选航路点1的坐标，表示飞行器在时刻的备选航路点2的坐标，表示飞行器在时刻的备选航路点3的坐标；以此标注方法类推，坐标中的上标第一项表示飞行器名称，上标第二项表示搜寻的时刻，下标表示下一时刻备选航路点的序号，即符号i；以飞行器为例，说明导航成本的工作原理：飞行器A₁根据当前位置当前时刻（t=0）及当前航向，产生一个时间步长后，即下一时刻t=1，3个备选航路点：，，；同理，飞行器A₂也用该规则产生3个备选航路点：，，；飞行器A₁的三个备选航路点分别依次与飞行器A₂的三个备选航路点之间产生9个S_i，作为备选；同时，A₁的三个备选航路点，，产生3个S_j，作为备选；将这些备选值一一代入，取该函数最小值的备选航点作为A₁下一时刻的航路点；

       同理，飞行器可得下一时刻的航路点。

3.一种基于双飞行机器人对有源目标的协调搜寻系统，应用于根据权利要求1所述的基于双飞行机器人对有源目标的协调搜寻方法，包括两个无人飞行机器人、每个无人飞行机器人上各装有GPS定位仪，无线通讯设备、信号测向仪、飞行控制系统、主控单元；其中，GPS定位仪采集双飞行器的位置信息，以确定双飞行器的当前位置；无线通讯设备用于双飞行器之间的通信，以共享搜寻信息，其特征在于，飞行器通过无线通讯设备与友机进行通讯，将各自的航路点信息与更新的地图信息发送给友机，同时从友机接受信息；信号测向仪用于探测有源目标；飞行控制系统用于控制飞行器的飞行状态；主控单元用于整个飞行器的全局控制；所述信号测向仪与主控单元通过RS-232与串口连接，进行测向信号传输；飞行控制系统与主控单元CAN总线连接，实时传输导航飞行控制信息；GPS定位仪通过RS-232串口与主控单元连接，向主控单元传输无人飞行机器人的位置信息；无线通讯设备与主控单元通过RS-232串口连接，实现与友机进行通讯。