[发明专利]一种基于多无人艇的目标跟踪协同控制系统和方法

摘要

本发明涉及一种基于多无人艇的目标跟踪协同控制系统和方法。本系统由岸基全局定位主机通过无线通讯模块连接单无人艇控制系统构成。本方法操作步骤为：1）编队生成过程：使用拍卖算法找到无人艇群体的收益最大的多无人艇对多目标分配方案；2）对无人艇从任意初始状态向目标点运动进行几何路径规划；3）利用基于粒子群的预测模型预测目标运动轨迹，替换通讯异常数据，进行编队轨迹跟踪。通过使用本发明所提出的方法，减小了多轮拍卖过程的计算量，达到多无人艇任务分配的实时性要求；使用基于几何法的路径规划方法和基于神经网络的轨迹跟踪方法满足了单艇轨迹跟踪控制的实时性与准确性要求；利用粒子群算法预测的运动轨迹进行补偿，提高了无人艇在通信条件受限下跟踪能力，使编队跟踪有很高的可靠性和稳定性。

主权项

1.一种基于多无人艇的目标跟踪协同控制系统，其特征在于，由岸基全局定位主机（1）通过无线通信模块（2）连接单无人艇控制系统（3）构成，所述岸基全局定位主机（1）作为上位机用于处理搭载在各无人艇上的传感器系统采集的数据，得到目标和各无人艇的位姿信息；所述无线通信模块（2）主要负责将各艇的感知信息上传至所述岸基全局定位主机（1），同时又能将位姿信息传输给各无人艇底层；所述单无人艇控制系统（3）包括控制器模块（3‑1）、传感器模块（3‑2）和运动模块（3‑3），控制器模块（3‑1）是控制无人艇运动的决策中心，包括主控制器（3‑1‑1）和协控制器（3‑1‑2），主控制器（3‑1‑1）用于接收上位机发送的位姿信息，以及协控制器（3‑1‑2）发送过来的经处理的传感器信息，并且在其中植入控制算法，控制无人艇自主运动；协控制器（3‑1‑2）用于采集传感器模块（3‑2）的信息并做处理，最后发送给主控制器（3‑1‑1）；传感器模块（3‑2）通过搭载的各种传感器检测外部环境信息；运动模块（3‑3）负责执行来自主控制器（3‑1‑1）的命令完成控制任务。