[发明专利]多无人机协同编队最优信息交互拓扑生成方法及装置

权利要求书

1.一种多无人机协同编队最优信息交互拓扑生成方法，其特征在于，所述方法包括：

根据无人机需要组成的三维持久编队的编队队形获取通信网络拓扑及其对应的赋权无向图；

根据三维最优刚性图生成算法计算所述赋权无向图的三维最优刚性图；

根据所述三维最优刚性图和三维最优持久图生成算法获取三维最优持久图，所述三维最优持久图即为该编队的最优信息交互拓扑；

所述三维最优持久图生成算法包括：

将所述三维最优刚性图转换成第一有向图；

在所述第一有向图中增加虚拟领航者节点得到第二有向图；所述虚拟领航者节点与所述第一有向图中每个节点之间设置有三条出弧，并且所述虚拟领航者节点的每条出弧的权值相同并大于所述第一有向图中全部弧的权值之和；

获取所述第二有向图的第一最小树形图，并删除所述第一最小树形图中所述虚拟领航者节点及其对应的出弧得到第三有向图T₁；

删除所述第二有向图中对应所述第一最小树形图中所有弧及其对应的反向弧得到第四有向图；

获取所述第四有向图的第二最小树形图，并删除所述第二最小树形图中所述虚拟领航者节点及其对应的出弧得到第五有向图T₂；

删除所述第四有向图中对应所述第二最小树形图中所有弧及其对应的反向弧得到第六有向图；

获取所述第六有向图的第三最小树形图，并删除所述第三最小树形图中所述虚拟领航者节点及其对应的出弧得到第七有向图T₃；

合并所述第三有向图、所述第五有向图和所述第七有向图得到第八有向图T以及所述第八有向图T中弧的数量m；

当所述三维最优刚性图R的节点数量为n且m满足m＝3n-6时，则所述第八有向图T为三维最优持久图。

2.根据权利要求1所述的多无人机协同编队最优信息交互拓扑生成方法，其特征在于，所述三维最优持久图生成算法还包括：

当所述三维最优刚性图的节点数量为n且m满足m<(3n-6)时，获取所述三维最优刚性图中的第l条边对应的两条弧，符号l的初始值为1；

若该两条弧都不在所述第八有向图中，获取第l条边对应两节点的入度；

当第l条边对应的两节点的入度不都等于3时，将该两个节点中入度小于3的节点的连接另外那个节点的入弧添加到所述第八有向图中得到第九有向图；

若所述第九有向图中弧的数量m等于(3n-6)时，则所述第九有向图为三维最优持久图；否则将所述第八有向图中的数据更新为所述第九有向图中的数据。

3.根据权利要求2所述的多无人机协同编队最优信息交互拓扑生成方法，其特征在于，所述三维最优持久图生成算法还包括：

当第l条边对应的两节点的入度都等于3时，将该第l条边对应的一条弧添加到第八有向图中得到第九有向图；该弧为第l条边所对应第一节点的入弧；

按照先入度2再入度1最后入度0的方式在所述第九有向图中寻找入度小于3的一个第二节点，并获取所述第二节点与所述第一节点之间具有最少跳数的路径；

将所述最少跳数的路径对应的所有弧反向得到第十有向图；

若所述第十有向图中弧的数量m等于(3n-6)时，则所述第十有向图为三维最优持久图；否则将所述第八有向图中的数据更新为所述第十有向图中的数据。

4.根据权利要求3所述的多无人机协同编队最优信息交互拓扑生成方法，其特征在于，所述三维最优持久图生成算法还包括：

将所述符号l的值增加1，若符号l小于等于(3n-6)时，则继续判断第l条边对应的两条弧是否都不在所述第八有向图T中。