[发明专利]多无人机协同编队中的信息交互拓扑优化方法及装置

权利要求书

1.一种多无人机协同编队中的信息交互拓扑优化方法，其特征在于，所述方法包括：

当所述多无人机协同编队发生通信故障时，获取所述通信故障的类型；

根据所述通信故障的类型在通信网络拓扑中删除通信故障弧或通信故障节点以获取优化通信网络拓扑；

获取所述优化通信网络拓扑的三维最优持久图，所述三维最优持久图即为该多无人机协同编队的优化信息交互拓扑。

2.根据权利要求1所述的多无人机协同编队中的信息交互拓扑优化方法，其特征在于，所述获取所述优化通信网络拓扑的三维最优持久图的步骤包括：

计算所述优化通信网络拓扑的三维最优刚性图；

将所述三维最优刚性图中每条边转换成属于所述优化通信网络拓扑的一条弧或者两条权值相同但方向相反的弧得到第一有向图；

在所述第一有向图中增加一个虚拟领航者节点和所述虚拟领航者节点到所述第一有向图中每个节点的出弧得到第二有向图；所述虚拟领航者节点与所述第一有向图中每个节点之间设置有三条出弧，并且所述虚拟领航者节点的每条出弧的权值相同并大于所述第一有向图中全部弧的权值之和；

获取所述第二有向图的第一最小树形图，并删除所述第一最小树形图中所述虚拟领航者节点及其对应的出弧得到第三有向图T₁；

删除所述第二有向图中对应所述第一最小树形图中所有弧及其对应的反向弧得到第四有向图；

获取所述第四有向图的第二最小树形图，并删除所述第二最小树形图中所述虚拟领航者节点及其对应的出弧得到第五有向图T₂；

删除所述第四有向图中对应所述第二最小树形图中所有弧及其对应的反向弧得到第六有向图；

获取所述第六有向图的第三最小树形图，并删除所述第三最小树形图中所述虚拟领航者节点及其对应的出弧得到第七有向图T₃；

合并所述第三有向图、所述第五有向图和所述第七有向图得到第八有向图T以及所述第八有向图T中弧的数量m；

当所述三维最优刚性图R的节点数量为n且m满足m＝3n-6时，则所述第八有向图T为三维最优持久图；

当满足m<(3n-6)时，获取所述三维最优刚性图中的第l条边对应的属于所述第一有向图中弧集合的一条或者两条弧，符号l的初始值为1；

若该一条或者两条弧都不在所述第八有向图中，获取第l条边对应两节点在所述第八有向图中的入度；

当第l条边对应的两节点的入度不都等于3且其中一个入度小于3的节点的对应第l条边的入弧属于所述第一有向图中弧集合时，将该入度小于3的节点的对应第l条边的入弧添加到所述第八有向图中得到第九有向图；

若所述第九有向图中弧的数量m等于(3n-6)时，则所述第九有向图为三维最优持久图；否则将所述第八有向图中的数据更新为所述第九有向图中的数据。

3.根据权利要求1所述的多无人机协同编队中的信息交互拓扑优化方法，其特征在于，所述获取所述优化通信网络拓扑的三维最优持久图的步骤还包括：

当第l条边对应的两节点的入度都等于3且该第l条边对应的一条弧属于所述第一有向图中弧集合时，将该第l条边对应的一条弧添加到第八有向图中得到第十有向图，记该弧指向的节点为第一节点；

按照先入度2再入度1最后入度0的方式在所述第十有向图中寻找入度小于3的一个第二节点，使得所述第二节点与所述第一节点之间具有最少跳数的路径，并且所述最少跳数的路径对应的所有弧的反向弧都在所述第一有向图中弧集合中，将所述最少跳数的路径对应的所有弧反向得到第十一有向图；否则从所述第十有向图中删除已添加的该第l条边对应的一条弧，从优化通信网络拓扑中删除该第l条边对应的两条弧，重新计算；

若所述第十一有向图中弧的数量m等于(3n-6)时，则所述第十一有向图为三维最优持久图；否则将所述第八有向图中的数据更新为所述第十一有向图中的数据；

将所述符号l的值增加1，若符号l小于等于(3n-6)时，则继续判断第l条边对应的一条或两条弧是否都不在所述第八有向图T中。