[发明专利]一种基于软约束的针对无人机群的防御方法及相关设备

权利要求书

1.一种基于软约束的针对无人机群的防御方法，其特征在于，所述基于软约束的针对无人机群的防御方法包括：

基于Minimum Snap算法预测单个目标无人机的名义轨迹，并得到名义轨迹函数；

检测所述目标无人机附近基站的数量，并根据所述基站的数量判断是否对所述目标无人机发起防御攻击；

若检测到所述基站的数量为两个，则根据双基站与所述目标无人机的空间位置得到当前时刻在x轴上的隐蔽轨迹方程；

根据所述名义轨迹函数和所述隐蔽轨迹方程求得在空间上的攻击轨迹函数；

根据所述攻击轨迹函数得到位置信息后，将所述位置信息发送给所述目标无人机，以控制所述目标无人机按照所述位置信息进行移动。

2.根据权利要求1所述的基于软约束的针对无人机群的防御方法，其特征在于，基于Minimum Snap算法预测单个目标无人机的名义轨迹，并得到名义轨迹函数的步骤具体包括：

检测所述目标无人机的当前位置信息和移动后的终点位置信息；

基于所述当前位置信息和所述终点位置信息，通过路径规划前端算法得到满足避障的位置节点；

基于所述位置节点使用Minimum Snap算法生成位置轨迹函数，并对所述位置轨迹函数求四阶导，得到加速度的二阶导函数；

在所述加速度的二阶导函数的平方上进行积分，计算得到能量消耗函数；

将所述能量消耗函数进行转换，并根据转换后的所述能量消耗函数求得所述名义轨迹函数。

3.根据权利要求2所述的基于软约束的针对无人机群的防御方法，其特征在于，检测所述目标无人机附近基站的数量，并根据所述基站的数量判断是否对所述目标无人机发起防御攻击的步骤具体包括：

检测所述目标无人机在预设范围内基站的数量，并根据所述基站的数量判断是否对所述目标无人机发起防御攻击；

若所述基站的数量小于等于两个，则对所述目标无人机发起防御攻击；

若所述基站的数量大于两个，则不对所述目标无人机发起防御攻击。

4.根据权利要求2所述的基于软约束的针对无人机群的防御方法，其特征在于，若检测到所述基站的数量为两个，则根据双基站与所述目标无人机的空间位置得到当前时刻在x轴上的隐蔽轨迹方程的步骤具体包括：

根据所述双基站和所述目标无人机之间的平面位置关系，求得所述双基站相交的圆的半径；

基于所述双基站和所述目标无人机各自的坐标位置信息，以及基于所述半径，求得所述圆的圆心坐标；

将所述圆心坐标和所述圆所在的平面法向量代入到所述圆的平面方程，得到代入后的平面方程；

用代入后的所述平面方程与所述双基站中的任一个基站间的球心位置函数联立，得到当前时刻在x轴上的所述隐蔽轨迹方程。

5.根据权利要求4所述的基于软约束的针对无人机群的防御方法，其特征在于，根据所述名义轨迹函数和所述隐蔽轨迹方程求得在空间上的攻击轨迹函数的步骤具体包括：

对所述位置轨迹函数求一阶导，得到速度函数；

获取所述名义轨迹函数上的任一点的位置坐标，将所述位置坐标代入所述位置轨迹函数和所述速度函数中，并在时间上进行累积，得到此时在x轴上的惩罚函数；

根据在x轴上的所述惩罚函数，并将代入后的所述平面方程和所述球心位置函数作为约束条件，得到在空间上的攻击轨迹函数。

6.根据权利要求1所述的基于软约束的针对无人机群的防御方法，其特征在于，根据所述攻击轨迹函数得到位置信息后，将所述位置信息发送给所述目标无人机，以控制所述目标无人机按照所述位置信息进行移动的步骤包括：

将所述攻击轨迹函数与时间相乘后得到位置信息；

将所述位置信息以电磁信号发送给所述目标无人机，以控制所述目标无人机按照所述位置信息进行移动。