[发明专利]一种基于改进簇头选取权重的无人机分簇方法

权利要求书

1.一种基于改进簇头选取权重的无人机分簇方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.设计构建无人机飞行场景，所有无人机初始位置随机分布在场景范围中，并随机挑选一个方向飞行；

S2.设计无人机簇头选取权重计算公式，其中包括当前无人机与目标点的相对距离因子、当前无人机与所有邻居无人机之间的公共信道占比因子和当前无人机剩余能耗因子；

S3.根据无人机簇头选取权重计算公式对搜索范围内出现目标点的所有无人机进行权重计算，选取出簇头无人机，并与通信范围内的其它邻居无人机建立无人机簇；

S4.根据飞行情况进行无人机簇更新维护；

步骤S2中，当前无人机与目标点的相对距离因子计算方式如下：

其中为当前无人机与目标点的相对距离因子，当前无人机坐标为、当前无人机搜索范围内发现的某个目标点坐标为，无人机的最大搜索范围为；当前无人机与目标点的相对距离因子值介于，并且当前无人机距离目标点越近时，值越大；

步骤S2中，当前无人机与所有邻居无人机之间的公共信道占比因子计算方式如下：

其中表示当前无人机与所有邻居无人机之间的公共信道占比因子，为当前无人机的可用信道，为邻居无人机的可用信道，为当前无人机的邻居集合，表示求内部集合所包含的元素个数，表示当前无人机与邻居无人机之间的公共信道数量在二者之间的总信道占比，其值介于。

2.根据权利要求1所述的基于改进簇头选取权重的无人机分簇方法，其特征在于，步骤S1中，当无人机飞行到场景边界时，需要调整飞行方向，按照镜面反射原理，以当前边界为边并将反射角的方向作为调整后的飞行方向，以此确保无人机始终工作在规定的飞行场景中。

3.根据权利要求1所述的基于改进簇头选取权重的无人机分簇方法，其特征在于，步骤S2中，当前无人机剩余能耗因子计算方式如下：

其中，为无人机初始能量，为当前无人机剩余能耗因子，并且当前无人机每传输1bit耗能、每接收1bit耗能、每飞行1m耗能，为当前无人机每次传输或者接收的消息量，为当前无人机目前已经发送信号的总次数，为当前无人机目前已经接收信号的总次数，为当前无人机当前已经飞行的总距离，当前无人机剩余能耗因子值介于。

4.根据权利要求3所述的基于改进簇头选取权重的无人机分簇方法，其特征在于，步骤S2中，无人机簇头选取权重计算公式为：

其中，为比例系数，并且，具体比例分配值根据任务需求指定分配。

5.根据权利要求1所述的基于改进簇头选取权重的无人机分簇方法，其特征在于，步骤S3中，构建无人机簇的具体流程为：

S301.当前无人机发现其搜索范围内存在一个目标点时，检测当前无人机自身可用的信道，并通知给周围的邻居无人机；

S302.当前无人机接收到来自邻居无人机发来的可用信道消息后，计算自身的权重，并将计算得到的自身权重通知给周围邻居无人机；

S303.当前无人机收到所有邻居无人机的权重后，连同自身权重，当前无人机挑选出其中权重最大的无人机，若权重最大的无人机为自身则向外界发送消息宣告自己成为簇头；若权重最大的无人机为一个邻居无人机，则当前无人机向所述邻居无人机发出入簇请求；

S304.若当前无人机拥有最大权重，自身成为一个簇头，则接收来自邻居无人机发来的入簇请求，并回答成功入簇回复；若当前无人机不为簇头无人机，则拒绝邻居无人机的入簇请求；

S305.若当前无人机成功接收来自邻居无人机发来的入簇回复，则成功入簇；若当前无人机收到拒绝入簇请求，则当前无人机按降序搜索下一个最大权重的无人机，直到成功找到一个簇头无人机入簇，或者按降序到当前无人机的权重时，当前无人机向外界发送消息宣告自己成为簇头。