[发明专利]无人机集群失效的控制方法、系统及存储介质

说明书

本发明涉及无人机集群失效的控制方法、系统及存储介质，属于无人机集群失效控制技术领域；控制方法，包括：无人机组网过程中，每一次新加入的无人机的节点选择与现有无人机组网中能使得平均通信承载压力最小的节点通信连接；基于通信承载压力指标对无人机的节点状态进行分类，节点失效发生时，剩余承压能力强的节点优先进行承载节点失效时多余的承载压力；当节点进行失效时，获取失效区域中剩余通信承载能力大的周边节点，代替已经失效的节点。基于最小负载原则的级联失效控制方法，能够降低失效造成的不利影响范围。此外，失效规模的减小有助于网络维持稳定和任务执行效率，能够在保证效率和效果的基础上，减轻无人机集群维护者的业务压力。

技术领域

本发明涉及无人机集群失效的控制方法、系统及存储介质，属于无人机集群失效控制技术领域。

背景技术

无人机集群是一种通过若干个无人机组网并以相互通信保持智能协作，进而实现某一特定任务的网络。级联失效是一种常见的，在无人机集群运行中因各种风险造成的不利连锁反应，失效的规模会影响集群网络的整体稳定性和任务执行效率。因此，通过探索更先进的集群组网技术，以级联失效为载体探究无人机集群失效控制模式，对于提升无人机集群的作业效率和效果有着至关重要的作用。

发明内容

第一方面，本申请提供无人机集群失效的控制方法，用于分析节点和连边的拓扑特征优化失效传播路径，并最终减少失效规模，能够在一定程度上提升集群网络的稳定性，并维持集群任务执行效率。

无人机集群失效的控制方法，无人机组网过程中，定义每个无人机看做为一个节点，无人机相互间通信连接看做为一个连边；

每一次新加入的无人机的节点选择与现有无人机组网中能使得平均通信承载压力最小的节点通信连接；

基于通信承载压力指标对无人机的节点状态进行分类，节点失效发生时，剩余承压能力强的节点优先进行承载节点失效时多余的承载压力；

当节点进行失效时，获取失效区域中剩余通信承载能力大的周边节点，代替已经失效的节点。

在一些公开中，平均通信承载压力包括节点的通信承受压力PCN和连边的通信承受压力 PCE；节点的通信承受压力PCN为：

在公式(1)中，PCN_l指网络中任一节点l的平均通信承载压力，N₁表示所有与节点l直接相连的其他节点数；N₂表示所有与节点l间接相连的其他节点数；N指无人机集群网络中节点的总个数(N₁+N₂+1＝n)；deg(i)指节点i对应的度值，PCN_l指节点l可以承受的通信压力；代表节点j不与节点l直接相连，节点j到节点l的最短路径上经过的其他节点数 (包含节点j)；

连边的通信承受压力其定义如公式(2)所示；

公式(2)中PCE_ij指网络中任一节点i和节点j构成的通信连边的承载压力，λ₀,λ₁,λ₂分别代表三种不同情形下的调整系数，deg(n_i)则是节点n_i的度值，衡量了节点n_i和节点n_j对应的连边在双方所有连边中的地位程度差异，|PCN_i-PCN_j|则衡量了节点n_i和节点n_j的通信承载压力之间的差异大小。

在一些公开中，对无人机的节点状态进行分类，分类为：高级态H、中级态M和初级态L，Q_max代表节点最大负载能力，和分别代表用于非监控任务和监控任务的节点负载，则当时节点状态处于高级态，当时节点状态处于中级态，当节点状态处于初级态。