[发明专利]一种栅格尺度自适应的多无人机协同搜索方法

权利要求书

1.一种栅格尺度自适应的多无人机协同搜索方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：设定待搜索的任务区域、无人机数量、无人机飞行速度、无人机初始位置、无人机搭载的搜索传感器的覆盖范围，以及搜索任务的搜索重复率△D；所述任务区域为多边形；无人机搭载的搜索传感器的覆盖范围为，以无人机所在位置为中心，以固定长度D为直径的圆形区域；△D＜D/4；

步骤2：以D-2△D为栅格边长，以多边形各顶点的最小x坐标分量和最小y坐标分量所组成的坐标为原点，将任务区域进行栅格化，并为每个栅格赋予任务状态，任务状态的初始值为0，表示该栅格未被搜索，若栅格被搜索过，则该栅格的任务状态变为1；

步骤3：设定无人机之间的安全距离，若两个无人机的间距小于安全距离，则产生相互斥力，斥力方向与两架无人机之间的连线平行；若一无人机与任何其他无人机的间距均大于安全距离，则该无人机所受斥力为0；

步骤4：设定无人机搜索栅格模板，栅格模板为Size×Size的栅格群，Size≥3且Size为奇数；以无人机所处栅格为栅格模板的中心栅格，计算栅格模板内已搜索栅格及未搜索栅格的综合权重矢量，并根据综合权重矢量计算无人机所受的任务引力；综合权重矢量为(ΔX,ΔY)，计算方式为：

式中，(X,Y)表示无人机所处栅格的位置，S_(X+m,Y+n)为(X+m,Y+n)位置栅格的任务状态；

任务引力为(λ·ΔX,λ·ΔY)，其中，λ为引力增益系数，值由下式确定：

步骤5：计算无人机所受斥力和任务引力的合力，根据合力的方向，将无人机移动到下一个栅格；重复该步骤，直至所有栅格的任务状态均为1。

2.根据权利要求1所述的一种栅格尺度自适应的多无人机协同搜索方法，其特征在于，步骤1中，D＝h/a，其中，h为无人机的飞行高度，a为无人机飞行高度与搜索传感器探测范围的比例因子。

3.根据权利要求1所述的一种栅格尺度自适应的多无人机协同搜索方法，其特征在于，步骤1中，

4.根据权利要求1所述的一种栅格尺度自适应的多无人机协同搜索方法，其特征在于，步骤3中，斥力的大小为：

式中，F_uav,i为无人机uav受到另一无人机i的斥力，L_i为无人机uav与无人机i之间的距离，L_safe为无人机之间的安全距离，η为斥力增益系数，表示无人机之间距离风险的大小程度，值由下式确定：

5.根据权利要求1所述的一种栅格尺度自适应的多无人机协同搜索方法，其特征在于，步骤5中，根据合力的方向，将无人机移动到下一个栅格的具体方式为：

在以无人机所处栅格为中心格的九宫格内，做中心格与周围各格的中点连线，相邻两条中点连线构成一个等分角；接着做每一等分角的角平分线，相邻两条角平分线构成一个夹角，同时，相邻两条角平分线限定了圆周上的一个角度区间；根据合力落入的角度区间，将无人机移动到该角度区间对应夹角内的中点连线所连接的周围格中，若这个周围格不是任务区域的栅格，则无人机不做移动。