[发明专利]基于分布式共识机制的无人机集群领航者选择方法

权利要求书

1.一种基于分布式共识机制的无人机集群领航者选择方法，包括以下步骤：

S1，无人机集群的领航者以预设时间间隔向无人机集群的跟随者发送心跳信号；

S2，当超过设定时间未接收到领航者的心跳信号时，各个跟随者根据自身特征和当前无人机集群状态计算自身资质值，并向其他跟随者发送包括自身资质值的投票请求；

S3，各个跟随者比较自身资质值和在预设接收时间内接收到的所有资质值，若自身资质值不小于其他资质值，则对自身进行投票，若存在其他资质值大于自身资质值，则对资质值最高的跟随者进行投票并回复投票信息，其中，若资质值最高的跟随者包括多个，则根据投票请求的接收时间前后顺序选择多个跟随者中的一个进行投票；

S4，各个跟随者实时统计获得的投票，若获得大于一半跟随者的投票，则向其他跟随者发送领航者确认状态信息，并以预设时间间隔向其他跟随者发送心跳信号，若未获得大于一半跟随者的投票，且在预设投票时间内未接收到领航者确认状态信息，则根据自身资质值计算投票请求再次发送时间，并进行步骤S5；

S5，各个跟随者在投票请求再次发送时间之前若接收到其他跟随者的投票请求，则立即对投票请求对应的跟随者进行投票，回复投票信息，并重新进行步骤S4，若未接收其他跟随者的投票请求，则向其他跟随者发送投票请求，对自身进行投票，并重新进行步骤S4，

其特征在于，跟随者根据自身特征和当前无人机集群状态，利用以下公式计算自身资质值；

其中，Q_self表示当前跟随者的自身资质值，Exp(·表示指数函数，θ表示特征权重参数向量，θ^T表示特征权重参数向量的转置，x表示经归一化无量纲预处理后的无人机自身数值型特征向量，σ表示当前跟随者与其他跟随者距离集合的标准差并利用以下公式计算：

其中，d_i表示当前跟随者与其他跟随者中第i个跟随者的距离，d_avg表示当前跟随者与其他跟随者的平均距离，n表示无人机集群中跟随者的总数。

2.根据权利要求1所述的基于分布式共识机制的无人机集群领航者选择方法，其特征在于，无人机自身特征包括：能量剩余量、与任务目标距离、传感载荷种类总数和任务相关载荷种类总数中的至少一个。

3.根据权利要求1所述的基于分布式共识机制的无人机集群领航者选择方法，其特征在于，步骤S3中，当资质值最高的跟随者包括多个时，当前跟随者选择资质值最高的多个跟随者中最先接收到的投票请求所对应的跟随者进行投票。

4.根据权利要求1所述的基于分布式共识机制的无人机集群领航者选择方法，其特征在于，跟随者根据自身资质值，利用以下公式计算投票请求再次发送时间；

其中，T_self表示当前跟随者对应的投票请求再次发送时间。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的基于分布式共识机制的无人机集群领航者选择方法，其特征在于，若失效的领航者恢复状态，则重新加入跟随者。