[发明专利]仅方位角测量下基于双领导者模式的集群协同控制方法

权利要求书

1.仅方位角测量下基于双领导者模式的集群协同控制方法，具体步骤如下：

S1、为无人机集群中所有智能体分配身份，确定领导者、副领导者和其余跟随者；

S2、使用邻接矩阵规定编队内各无人机通讯关系；

S3、无人机利用方位角测量信息计算位置；

S4、无人机根据目标误差输入运动控制律，完成编队跟随行为；

S5、判断智能体是否到达目标位置，若是则结束，若否则回到步骤S3。

2.根据权利要求1所述的仅方位角测量下基于双领导者模式的集群协同控制方法，其特征在于，所述无人机集群中的角色有一个领导者、一个第一跟随者作为副领导者和若干其余跟随者，共三种类型；对于领导者和第一跟随者，允许其搭载较为复杂的探测器和通信设备以完成编队控制中的高级任务，而对于其余跟随者，其仅搭载足以获取双领导者无人机的相对方位角测量信息的探测器和通信设备。

3.根据权利要求2所述的仅方位角测量下基于双领导者模式的集群协同控制方法，其特征在于，所述步骤S2中：

在双领导者模式下有n个无人机的智能编队，确定其表示信息获取关系的邻接矩阵为：

其中，邻接矩阵中的元素a_ij，表示的含义为编号为i的无人机到编号为j的无人机的信息流通能力，若为0则为不可流通，若为1则为可流通，若a_ij＝a_ji则编号为i的无人机和编号为j的无人机之间信息是双向流通的，在这里邻接矩阵表示从双领导者到其余跟随者的信息都是单向传递的。

4.根据权利要求3所述的仅方位角测量下基于双领导者模式的集群协同控制方法，其特征在于，所述步骤S3中：

无人机利用自身可获取的相对自身坐标系下领导者和第一跟随者的方位角测量信息，利用双领导者刚体进行三角定位，确定自身的位置；智能体n获取自身前进方向与全局坐标系的夹角为θ_asn，领导者和第一跟随者之间距离为ρ_s，形成双领导者刚体，在第n跟随者坐标系C_n下的相对角度θ_snl和θ_sns1，计算此时无人机跟随者n在领导者坐标系C_l下当前位置为s_n＝(x_n,y_n)^T，其中，T表示矩阵转置，(x_n,y_n)为无人机跟随者n此时的二维坐标值：

第n跟随者无人机获得其在领导者坐标系下的目标位置s_t，根据计算出的s_n，计算此，时相对目标位置的误差值为

5.根据权利要求4所述的仅方位角测量下基于双领导者模式的集群协同控制方法，其特征在于，所述步骤S4中：

使用设计控制率为：

其中，ω_fi为智能体指向的方向目标，u_fi为智能体此时的速度目标，在二者约束下跟随者智能体收敛于编队中的期望位置；K_ai为幅度参量，K_fi为频率参量。

6.根据权利要求5所述的仅方位角测量下基于双领导者模式的集群协同控制方法，其特征在于，所述步骤S5中：

设定一个足够小的判断阈值表示误差值的绝对值，当时，认为已经达到足够好的收敛效果，无人机到达目标位置；当时，认为无人机未达到目标位置，重新回到步骤S3更新控制律，对编队进行跟踪。