[发明专利]一种无人机时变编队的跟踪方法及系统

权利要求书

1.一种无人机时变编队的跟踪方法，其特征在于，所述跟踪方法包括：

获取无人机编队的通讯拓扑关系；所述无人机编队包括多架无人机；所述通讯拓关系中每一条通讯路径的两个节点分别为跟随无人机和被跟随无人机，且每个所述跟随无人机有且仅有一个被跟随无人机通过一条通讯路径连接；

获取当前时刻所述被跟随无人机的速度数据和位置数据；

获取当前时刻所述跟随无人机的速度数据和位置数据；

获取所述无人机编队的通讯距离阈值和安全距离阈值；

根据当前时刻所述被跟随无人机的位置数据、所述跟随无人机的位置数据以及所述通讯距离阈值、安全距离阈值，确定所述被跟随无人机和所述跟随无人机之间的引力和斥力；

根据所述被跟随无人机和所述跟随无人机之间的引力和斥力，确定下一时刻所述跟随无人机的加速度数据；具体包括：对无人机编队的综合不确定性进行估计，得到综合不确定性的估计值；根据所述综合不确定性的估计值，利用公式确定下一时刻所述跟随无人机的加速度数据u_i(t)；其中，α_i(t)表示虚拟控制量，ζ_i,x(t)表示一个与ξ_i,x(t)有关的中间变量，ξ_i,x(t)表示跟随无人机i跟踪的位置误差，a_ij为跟随无人机i和被跟随无人机j之间相互作用的强度系数，a_ij＞0，a_iN为跟随无人机i和领导者无人机N之间相互作用的强度系数；表示综合不确定性ξ_i,a(t)的估计值，是h_i,v(t)的导数，h_i,v(t)为跟随无人机i与领导者无人机之间的速度偏移量；为α_i(t)的滤波值，z_i,v(t)为一个与ξ_i,v(t)和有关的中间变量，ξ_i,v(t)表示跟随无人机i跟踪的速度误差，ζ_i,v(t)为一个与z_i,v(t)有关的中间变量，c₁，c₂，T_i为固定增益系数，F_C,i,j(ρ_i,j(t))为跟随无人机i和被跟随无人机j之间的斥力，F_I,i,j(ρ_i,j(t))为跟随无人机i和被跟随无人机j之间的引力；

根据下一时刻所述跟随无人机的加速度数据调整所述跟随无人机下一时刻跟踪所述被跟随无人机的运动状态。

2.根据权利要求1所述的跟踪方法，其特征在于，所述无人机编队包括一架领导者无人机，所述领导者无人机在飞行时仅作为被跟随无人机被多架跟随无人机跟踪。

3.根据权利要求1所述的跟踪方法，其特征在于，所述根据当前时刻所述被跟随无人机的位置数据、所述跟随无人机的位置数据以及所述通讯距离阈值、安全距离阈值，确定所述被跟随无人机和所述跟随无人机之间的引力和斥力，具体包括：

利用公式确定跟随无人机i和被跟随无人机j之间的斥力F_C,i,j(ρ_i,j(t))；其中，K_C为一个大于0的常数，x_i(t)为跟随无人机i的位置向量，x_j(t)为被跟随无人机j的位置向量，ρ_i,j(t)为跟随无人机i和被跟随无人机j之间的距离，ρ_i,j(t)＝||x_i(t)-x_j(t)||，ρ_C,min为最小安全距离阈值，ρ_C,max为最大安全距离阈值，ρ_C,max＞ρ_C,min；

利用公式确定跟随无人机i和被跟随无人机j之间的引力F_I,i,j(ρ_i,j(t))；其中，K_I为一个大于0的常数，ρ_I,min为最小通讯距离阈值，ρ_I,max为最大通讯距离阈值，ρ_I,min＜ρ_I,max。