[发明专利]多无人机协同编队中的通信拓扑容错优化方法及装置

权利要求书

1.一种多无人机协同编队中的通信拓扑容错优化方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、根据多无人机协同编队需要组成的三维持久编队的队形获取编队通信图；

S2、当所述多无人机协同编队发生通信故障时，根据所述通信故障的类型在所述编队通信图中删除通信故障弧或通信故障节点以获取第一重构编队通信图；

S3、根据通信拓扑重构算法获取所述第一重构编队通信图对应的三维最优持久图，即为第一最优重构通信拓扑；

S4、根据所述第一最优重构通信拓扑、多无人机协同编队的每个位置配置和所述通信拓扑重构算法获取满足预设条件n＞|V|！的第二最优重构通信拓扑即为所述多无人机协同编队的重优化通信拓扑；

所述位置配置是指多无人机协同编队中各架无人机在编队队形中的位置；通信故障发生之前的位置配置为第一位置配置Pr；|V|表示多无人机协同编队中无人机的数量；n取1、2、……、|V|！。

2.根据权利要求1所述的多无人机协同编队中的通信拓扑容错优化方法，其特征在于，所述步骤S4包括：

S41、将所述重优化通信拓扑To初始化为所述第一最优重构通信拓扑Tr，将重优化位置配置Po初始化为所述第一位置配置Pr；第二最优重构通信拓对应的位置配置为第二位置配置Pn，并将符号n初始化为1；

S42、根据第二位置配置Pn构建满足故障约束条件的第二重构编队通信图；

S43、根据所述第二重构编队通信图和所述通信拓扑重构算法计算出所述第二位置配置Pn对应的三维最优持久图，即为第二最优重构通信拓扑Tn；

S44、计算所述第二最优重构通信拓扑的权重值，若该权重值小于所述重优化通信拓扑的权重值，则将所述重优化通信拓扑To更新为所述第二最优重构通信拓扑，将所述重优化位置配置Po更新为所述第二位置配置Pn；

S45、若该权重值等于所述重优化通信拓扑To的权重值，则计算从第一位置配置Pr切换到所述第二位置配置Pn的UAV移动距离之和，若该UAV移动距离之和小于从第一位置配置Pr切换到所述重优化位置配置Po的UAV移动距离之和，则将重优化通信拓扑To更新为所述第二最优重构通信拓扑Tn，将重优化位置配置Po更新为所述第二位置配置Pn；

S46、将所述符号n的值增加1，判断n是否满足预设条件n＞|V|！，若不满足转到步骤S42。

3.根据权利要求1所述的多无人机协同编队中的通信拓扑容错优化方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

若所述通信故障的类型为无人机的单播发射机故障，则删除所述编队通信图中该无人机对应节点的所有出弧；

若所述通信故障的类型为无人机的单播接收机故障，则删除所述编队通信图中该无人机对应节点的所有入弧；

若所述通信故障的类型为无人机的单播收发机故障、广播发射机故障或者广播接收机故障，则删除所述编队通信图中该无人机对应节点的所有入弧和出弧以及该节点；

或者，

若通信故障的类型为任意两无人机之间的链接中断，则删除所述编队通信图中该链接对应的弧；

在所述编队通信图中，若某个无人机的对应节点被删除或该节点的所有弧被删除，则所述无人机退出编队并独自返回机场。