[发明专利]基于多区域划分的无人机集群协同跟踪方法

权利要求书

1.一种基于多区域划分的无人机集群协同跟踪方法，其特征在于，包括：

根据无人机的机体能力对跟踪区域进行子区域分割，以确定无人机集群中每个无人机所负责的子区域；

根据分割后的子区域，控制每个无人机在自身所负责的子区域内进行巡查，当所述无人机集群中的任意无人机发现目标时，利用所述任意无人机对目标进行跟踪；

在利用无人机对目标进行跟踪时，若目标离开无人机自身所负责的子区域，将包括目标运动信息的协同跟踪请求广播至所述无人机集群中的其他无人机，包括：在利用无人机对目标进行跟踪时，利用无人机实时记录目标移动轨迹，估算目标的运动模式和运动速度，并预测目标在预设时间步长后的位置，直至预测的位置离开无人机自身所负责的子区域时，将包括目标运动信息的协同跟踪请求广播给所述无人机集群中的其他无人机，其中，所述目标运动信息包括目标移动轨迹、运动模式和运动速度；

根据目标运动信息及所述其他无人机的运动状态确定后续需要对目标进行跟踪的交接无人机，利用所述交接无人机与当前进行目标跟踪的无人机进行跟踪交接，包括：

根据目标运动信息预测多个预设未来时间点的目标位置，根据多个预设未来时间点的目标位置所处的子区域确定待定无人机，其中，所述待定无人机所负责的子区域包含至少一个预设未来时间点的目标位置；

根据所述待定无人机所负责的子区域包含的预设未来时间点的目标位置，按照时间前后顺序依次判断所述待定无人机能否在预设未来时间点或之前对对应的目标位置进行跟踪探测，其中，若待定无人机能够在一个预设未来时间点或之前对对应的目标位置进行跟踪探测，则不进行后续判断；

若能，将当前待定无人机确定为交接无人机，使交接无人机抵达对应的预设未来时间点的目标位置所处的预设区域，其中，预设区域根据无人机的探测范围进行确定，以使无人机处于预设区域时，能够对处于对应的预设未来时间点的目标位置上的目标进行跟踪探测；

当交接无人机能够跟踪探测到目标时，利用交接无人机将确认交接信息广播至所述无人机集群中的其他无人机，使当前进行目标跟踪的无人机回到自身所负责的子区域内进行巡查。

2.根据权利要求1所述的基于多区域划分的无人机集群协同跟踪方法，其特征在于，采用基于玻尔兹曼分布的分割面积计算函数对跟踪区域进行子区域分割，以确定所述无人机集群中每个无人机所负责的子区域。

3.根据权利要求2所述的基于多区域划分的无人机集群协同跟踪方法，其特征在于，采用如公式一所示的基于玻尔兹曼分布的分割面积计算函数对跟踪区域进行子区域分割；

其中，A_i表示所述无人机集群中第i个无人机所负责的子区域面积，A_T表示跟踪区域总面积，B_i和Dt_i分别表示第i个无人机的能源总量和探测范围，α和β分别表示无量纲系数，e表示自然常数。

4.根据权利要求1所述的基于多区域划分的无人机集群协同跟踪方法，其特征在于，以预设时间间隔实时记录目标移动轨迹，其中，记录的目标移动轨迹序列数据表示为：

其中，WPSeries表示目标移动轨迹序列数据，表示目标移动轨迹中的第m个路径点数据，表示目标在时刻的位置，时刻与时刻的时间间隔为预设时间间隔t_seg。

5.根据权利要求4所述的基于多区域划分的无人机集群协同跟踪方法，其特征在于，利用预训练后的长短期记忆网络对目标移动轨迹序列数据进行处理，预测目标在预设时间步长后的位置。

6.根据权利要求1所述的基于多区域划分的无人机集群协同跟踪方法，其特征在于，根据目标运动信息预测多个预设未来时间点的目标位置，包括：

利用预训练后的长短期记忆网络对目标运动信息进行处理，预测多个预设未来时间点的第一目标位置；

将目标的运动方式设定为线性运动，采用线性函数预测多个预设未来时间点的第二目标位置；

计算第一目标位置和第二目标位置的均值，将得到的均值作为多个预设未来时间点的目标位置的预测结果。