[发明专利]一种无人机编队控制方法及装置

权利要求书

1.一种无人机编队控制方法，其特征在于，无人机编队包括多个目标无人机，所述无人机编队控制方法包括：

获取所述目标无人机的标准编队构型和当前编队信息；所述标准编队构型包括目标高度信息和目标水平位置信息，所述当前编队信息包括当前高度信息和当前水平位置信息；

基于所述目标高度信息和所述当前高度信息确定所述目标无人机的高度飞行控制量；

基于所述目标水平位置信息和所述当前水平位置信息确定所述目标无人机的目标虚拟合力；

根据所述目标虚拟合力确定所述目标无人机的水平飞行控制量；

根据所述高度飞行控制量和所述水平飞行控制量对所述目标无人机飞行控制，以使所述目标无人机按照所述标准编队构型进行飞行。

2.根据权利要求1所述的无人机编队控制方法，其特征在于，所述多个目标无人机包括一个目标长机和多个目标僚机；所述基于所述目标水平位置信息和所述当前水平位置信息确定所述目标无人机的目标虚拟合力，包括：

基于所述目标水平位置信息和所述当前水平位置信息确定所述目标长机对所述多个目标僚机中各目标僚机的第一虚拟作用力；

基于所述目标水平位置信息和所述当前水平位置信息确定所述多个目标僚机之间的第二虚拟作用力；

在所述标准编队构型上确定一虚拟吸引点，并确定所述虚拟吸引点对在所述虚拟吸引点的吸引范围内的所述目标僚机的第三虚拟作用力；

向所述目标僚机上施加预设的虚拟阻尼力；

根据所述第一虚拟作用力、所述第二虚拟作用力、所述第三虚拟作用力和所述虚拟阻尼力确定所述目标虚拟合力。

3.根据权利要求2所述的无人机编队控制方法，其特征在于，所述目标虚拟合力为：

式中，f_i为第i架所述目标僚机的目标虚拟合力；f_ic为所述第一虚拟作用力；f_ij为所述第二虚拟作用力；f₀为所述第三虚拟作用力；f_xi为所述虚拟阻尼力。

4.根据权利要求3所述的无人机编队控制方法，其特征在于，所述标准编队构型为所述多个目标僚机均匀分布在以所述目标长机为圆心的圆周上形成的正多边形构型；所述圆周的半径与所述正多边形构型的边长的对应关系为：

式中，R为所述圆周的半径；L为所述正多边形构型的边长；N为所述多个目标僚机的总个数。

5.根据权利要求4所述的无人机编队控制方法，其特征在于，在所述基于所述目标水平位置信息和所述当前水平位置信息确定所述目标无人机的目标虚拟合力之前，还包括：

将所述目标无人机简化为单位质量的质点。

6.根据权利要求5所述的无人机编队控制方法，其特征在于，所述第一虚拟作用力为：

式中，G为万有引力系数；为所述目标长机的当前水平位置信息；为所述目标僚机的当前水平位置信息；为所述目标长机和第i架所述目标僚机之间的距离向量；为所述目标长机和第i架所述目标僚机之间的欧式距离。

7.根据权利要求5所述的无人机编队控制方法，其特征在于，所述第二虚拟作用力为：

式中，G为万有引力系数；为第j架所述目标僚机的当前水平位置信息；为第i架所述目标僚机的当前水平位置信息；为第j架所述目标僚机和第i架所述目标僚机之间的距离向量；为第j架所述目标僚机和第j架所述目标僚机之间的欧式距离。

8.根据权利要求5所述的无人机编队控制方法，其特征在于，所述第三虚拟作用力为：

式中，G为万有引力系数；为所述虚拟吸引点的水平位置信息；为第i架所述目标僚机的水平位置信息；

其中，所述吸引范围为：

L^*＝L/{2cos[(arcsin(L/2R))/2]}

式中，L^*为所述吸引范围。