[发明专利]一种分布式无人机邮差中继轨迹优化方法

摘要

本发明公开了一种分布式无人机邮差中继轨迹优化方法。方法为：在自组织无人机通信网络中，无人机群朝特定的方向飞行，网络中的源无人机与目的无人机完成通信任务，中继无人机作为“邮差”通过调整自身在网络的相对位置进行信息的搬运工作；在飞行过程中，中继无人机计算其与源无人机和目的无人机位置的角度，然后通过计算角度内不同飞行方向的回报值进行全局时间和能量损耗的联合优化，判断下一时刻的飞行方向，由此循环完成传输过程的轨迹优化。本发明能缩短中继无人机通讯任务的传输时间，并减少中继无人机自身的传输损耗。

主权项

1.一种分布式无人机邮差中继轨迹优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，设置由源无人机、中继无人机和目的无人机组成的自组织无人机编队网络；在自组织无人机编队网络中，各无人机在编队内部有自身的飞行范围；源无人机与目的无人机进行数据传输，中继无人机进行协助传输；设定传输紧急程度为其中源无人机、中继无人机和目的无人机在编队中的相对位置坐标分别是(x_s(t),y_s(t),z_s(t))，(x_r(t),y_r(t),z_r(t))，(x_d(t),y_d(t),z_d(t))，其中0＜t＜T，T表示整个传输过程的时间；步骤2，中继无人机接收到传输任务后，对源无人机发送的信息进行接收，接收完毕后将其转发给目的无人机；在传输过程中的每一个时刻t，计算中继‑源无人机与中继‑目的无人机的内夹角θ，即其中为中继‑源无人机的飞行速度向量，为中继‑目的无人机的飞行速度向量；之后将θ分成N‑1个分量，每一个分角度为由公式(1)得到t+1时刻的N个决策的飞行速度向量其中为和的法向量，1≤n≤N；步骤3，中继无人机根据自身在无人机编队中的相对位置和相对飞行速度v，计算得到下一时刻的相对位置，然后通过计算每一个决策得到的回报值，进行全局时间和能量损耗的联合优化，决定下一时刻的飞行方向；步骤4，循环步骤2～步骤3，直到传输任务完成。