[发明专利]一种无人机与无人车集群编队跟踪控制方法及系统

权利要求书

1.一种无人机与无人车集群编队跟踪控制方法，其特征在于，包括：

分别建立无人机、无人车和跟踪目标的运动学模型；

根据无人机的运动学模型、无人车的运动学模型和跟踪目标的运动学模型，建立所述跟踪目标位置和速度的分布式状态观测器；所述分布式状态观测器用于每个无人机和每个无人车通过邻居间的信息交互获得所述跟踪目标的位置和速度估计值；

利用所述分布式状态观测器的观测数据构造无人机编队跟踪控制器和无人车编队跟踪控制器；

利用所述无人机编队跟踪控制器对无人机编队进行运动控制，利用所述无人车编队跟踪控制器对无人车编队进行运动控制。

2.根据权利要求1所述的无人机与无人车集群编队跟踪控制方法，其特征在于，所述分别建立无人机、无人车和跟踪目标的运动学模型之后还包括：

构建无人机和无人车之间的信息交互矩阵；所述邻居间的信息交互通过所述信息交互矩阵获得。

3.根据权利要求1所述的无人机与无人车集群编队跟踪控制方法，其特征在于，所述无人机运动学模型表示为：

其中，表示x_i的导数，x_i＝[p_xi,v_xi,p_yi,v_yi]^T，p_xi表示第i个无人机的x方向位置，v_xi表示第i个无人机的x方向速度，p_yi表示第i个无人机的y方向位置，v_yi表示第i个无人机的y方向速度，u_i＝[u_xi,u_yi]^T，u_xi表示第i个无人机在x方向的加速度控制指令，u_yi表示第i个无人机在y方向的加速度控制指令，y_i表示第i个无人机的位置输出量，A_i、B_i和C_i均为常值矩阵，T表示转置；

所述无人车的运动学模型表示为：

其中，p_xj表示第j辆无人车的x方向位置，表示p_xj的导数，p_yj表示表示第j辆无人车的y方向位置，表示p_yj的导数，α_j表示第j辆无人车车头与x方向夹角，v_j表示第j辆无人车的前向速度控制指令，ω_j表示第j辆无人车的转动角速度控制指令，y_j第j辆无人车的位置输出量；

所述跟踪目标的运动学模型表示为：

其中，x₀＝[p_x0,v_x0,p_y0,v_y0]^T，表示x₀的导数，p_x0表示跟踪目标x方向位置，v_x0表示跟踪目标x方向速度，p_y0表示跟踪目标y方向位置，v_y0表示跟踪目标y方向速度，A₀和C₀均为常值矩阵，y₀表示跟踪目标的位置输出量。