[发明专利]无人机协同态势感知网络的信息交互拓扑优化方法和装置

说明书

本发明提供一种无人机协同态势感知网络的信息交互拓扑优化方法和装置，涉及无人机通信领域。包括以下步骤：获取无人机的协同态势感知网络；基于协同态势感知网络获取最小生成树，基于最小生成树获取无向图；将最小生成树从协同态势感知网络中删除，得到通信网络；基于无向图获取三维线性无关图；基于三维线性无关图和通信网络获取三维刚性图，三维刚性图即为无人机协同态势感知网络的信息交互拓扑。本发明提供的优化方法提高了无人机协同执行态势感知任务的效率。

技术领域

本发明涉及无人机通信技术领域，具体涉及一种无人机协同态势感知网络的信息交互拓扑优化方法和装置。

背景技术

无人机(UAV)是一种无人驾驶、利用车载或地面自动飞行系统自主控制、包含动力系统的可重复使用的飞行器。无人机凭借其优势在军事领域和民用领域都有广泛的应用。然而单架无人机在执行态势感知任务时能力略显不足，为提升执行态势感知任务的效率，往往采用多架无人机共同组成协同态势感知网络，并在此网络的基础上选择一个合适的信息交互拓扑进行信息交互以协同执行态势感知任务。

现有技术在控制多架无人机协同执行态势感知任务时一般先构建出无人机的协同态势感知网络，根据该网络获取无人机构成的刚性图，进而通过刚性图得到无人机协同态势感知网络的信息交互拓扑，利用此信息交互拓扑控制无人机进行信息交互以协同执行态势感知任务。

然而本申请的发明人发现，现有技术在获取无人机协同态势感知网络的信息交互拓扑时，由于方法比较复杂，导致计算信息交互拓扑时花费的时间较长，此时多架无人机不能高效执行态势感知任务，即现有技术存在效率低的缺点。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种无人机协同态势感知网络的信息交互拓扑优化方法和装置，解决了现有技术效率低的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明解决其技术问题所提供的一种无人机协同态势感知网络的信息交互拓扑优化方法，所述优化方法由计算机执行，包括以下步骤：

获取无人机的协同态势感知网络；

基于所述协同态势感知网络获取最小生成树，基于所述最小生成树获取无向图；将最小生成树从所述协同态势感知网络中删除，得到通信网络；

基于所述无向图获取三维线性无关图；

基于所述三维线性无关图和所述通信网络获取三维刚性图，所述三维刚性图即为无人机协同态势感知网络的信息交互拓扑。

优选的，所述无向图的获取方法包括：

获取所述协同态势感知网络的第一最小生成树，并将所述第一最小生成树中的边从所述协同态势感知网络中删除，得到第一感知网络；

获取所述第一感知网络的第二最小生成树，并将所述第二最小生成树中的边从所述第一感知网络中删除，得到第二感知网络；

获取所述第二感知网络的第三最小生成树，将所述第三最小生成树中的边从所述第二感知网络中删除，得到通信网络；

将所述第一最小生成树、所述第二最小生成树和所述第三最小生成树合并，得到所述无向图。

优选的，所述三维线性无关图的获取方法包括：

计算所述无向图对应的刚度矩阵的秩r₁；

按照权值从高到低的顺序对所述无向图中的边进行排序；

判断所述无向图是否满足预设的条件：所述无向图中的边的数量大于所述秩r₁；若不满足预设的条件，则所述无向图即为三维线性无关图；