[发明专利]无人机集群失效的控制方法、系统及存储介质

权利要求书

1.无人机集群失效的控制方法，无人机组网过程中，定义每个无人机看做为一个节点，无人机相互间通信连接看做为一个连边；其特征在于，

每一次新加入的无人机的节点选择与现有无人机组网中能使得平均通信承载压力最小的节点通信连接；

基于通信承载压力指标对无人机的节点状态进行分类，节点失效发生时，剩余承压能力强的节点优先进行承载节点失效时多余的承载压力；

当节点进行失效时，获取失效区域中剩余通信承载能力大的周边节点，代替已经失效的节点。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，平均通信承载压力包括节点的通信承受压力PCN和连边的通信承受压力PCE；节点的通信承受压力PCN为：

在公式(1)中，PCN_l指网络中任一节点l的平均通信承载压力，N₁表示所有与节点l直接相连的其他节点数；N₂表示所有与节点l间接相连的其他节点数；N指无人机集群网络中节点的总个数(N₁+N₂+1＝n)；deg(i)指节点i对应的度值，PCN_l指节点l可以承受的通信压力；代表节点j不与节点l直接相连，节点j到节点l的最短路径上经过的其他节点数(包含节点j)；

连边的通信承受压力其定义如公式(2)所示；

公式(2)中PCE_ij指网络中任一节点i和节点j构成的通信连边的承载压力，λ₀,λ₁,λ₂分别代表三种不同情形下的调整系数，deg(n_i)则是节点n_i的度值，衡量了节点n_i和节点n_j对应的连边在双方所有连边中的地位程度差异，|PCN_i-PCN_j|则衡量了节点n_i和节点n_j的通信承载压力之间的差异大小。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，对无人机的节点状态进行分类，分类为：高级态H、中级态M和初级态L，Q_max代表节点最大负载能力，和分别代表用于非监控任务和监控任务的节点负载，则当时节点状态处于高级态，当时节点状态处于中级态，当节点状态处于初级态。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，基于最小负载原则，进行节点状态切换包括：从初级态L、中级态M和高级态H的方向依次进行单向切换。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，高级态初始失效：初始失效节点周围找到PCN值最小的节点，并将其由中级态M转换为高级态H；判断该节点的剩余承载能力是否能完全吸收原高级态H节点失效后释放的通信压力，若能则失效不再向周围传递，失效结束；否则继续向周围传递，直到某个节点的剩余承载能力能完全吸收所用释放的通信压力；失效结束后，所所有节点的PCN值被重新分配，网络再次达到稳定运行状态；

中级态初始失效：当存在直接与初始失效的中级态M节点相连的初级态L节点时，则对应含有最小PCN值的初级态L节点状态转换为中级态M；否则，不存在该种状态切换，初始失效中级态M节点周围的含有最小PCN值的中级态M节点成为替代节点，直到某个节点的剩余承载能力能完全吸收所用释放的通信压力；失效结束后，所所有节点的PCN值被重新分配，网络再次达到稳定运行状态；

初级态初始失效：当初级态L节点初始失效时，与其相邻的中级态M或高级态H节点直接吸收其原本承担的较小的通信承载压力。

6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，包括集群网络生成，用于进行所有节点的通信承受压力分布和各节点的监控范围分布；

所述集群网络通过获取通信承载压力指标和最小负载原则下生成的。