一种多无人机编队结构的分布式容错管理方法_3

文档序号:9596926阅读:来源:国知局
;以长机的重心为第一坐标系的原点,以长机的正前 方、右方和正下方分别为坐标系的Xl轴、y i轴和ζ ,则任一架僚机相对于长机的位置坐 标为
;d。为一个事先给定的常数,表示相邻两个僚机之间的距 尚;k表不僚机的序号;k多1 ;
[0107] 链式元结构编队是由S架无人机按竖向排列而形成的链条结构,第s架无人机是 第s+1架无人机的链式前驱无人机;第s+1架无人机是第s架无人机的链式后继无人机; 1 < s < S ;以链条结构的第一架无人机作为链式元结构编队的代表无人机;链式元结构编 队的编队队形为:以代表无人机在最前方领航飞行,其余无人机在后方跟随其链式前驱无 人机飞行;以第s架无人机的重心为第二坐标系的原点,以第s架无人机的正前方、右方和 正下方分别为坐标系的x2轴、y 2轴和z 2轴,则第s+1架无人机相对于第s架无人机的位置 坐标为(_(1。,0,0) ;d。表示相邻两架无人机之间的距离;
[0108] 并行元结构编队是由Η架无人机横向排列而形成的链条结构,第h架无人机是第 h+1架无人机的并行前驱无人机;第h+1架无人机是第h架无人机的并行后继无人机;l<h < Η ;以链条结构的第一架无人机作为并行元结构编队的代表无人机;并行元结构编队的 编队队形为:以代表无人机在最左方领航飞行,其余无人机在右方跟随其并行前驱无人机 飞行;以第h架无人机的重心为第三坐标系的原点,以第h架无人机的正前方、右方和正下 方分别为坐标系的χ3轴、y 3轴和z 3轴,则第h+Ι架无人机相对于第h架无人机的位置坐标 为(0, d。,0) ;d。表示相邻两架无人机之间的距离;
[0109] 步骤1. 2、定义编队复合级别为1,定义最大编队复合级别为L ;并初始化1 = 1 ;则 此时的1-1级复合结构编队即为元结构编队;
[0110] 步骤1. 3、将1-1级复合结构编队组成1级复合结构编队;1级复合结构编队的类 型包括:长僚1级复合结构编队、链式1级复合结构编队和并行1级复合结构编队;
[0111] 长僚1级复合结构编队是若干个1-1级复合结构编队组成,从1-1级复合结构 编队中任意选择一个1-1级复合结构编队作为长机编队,其它1-1级复合结构编队作为 僚机编队;以长机编队的代表无人机作为长僚1级复合结构编队的代表无人机;僚机编队 按照各个僚机编队的代表无人机的编号从小到大的顺序进行排列,并以排列的顺序作为 各个僚机编队的序号;长僚1级复合结构编队的编队队形为:长机编队的代表无人机在 后方领航飞行,僚机编队的代表无人机按照僚机编队的序号在所属长机编队的前方一字 横向排开并跟随长机编队的代表无人机飞行;以长机编队的代表无人机的重心为第四坐 标系的原点,以长机编队的代表无人机的正前方、右方和正下方分别为坐标系的χ4轴、y4轴和24轴,则任一个僚机编队的代表无人机相对于长机编队的代表无人机的位置坐标为
;并有山=(2X1+1) XdQ;d i表示1-1级复合结构编队中相邻 两个僚机编队的代表无人机之间的距离;k'表示僚机编队的序号;k'多1;
[0112] 链式1级复合结构编队是由G个1-1级复合结构编队按竖向排列而形成的链条结 构,第g个1-1级复合结构编队是第g+Ι个1-1级复合结构编队的链式前驱编队;第g+Ι个 l-ι级复合结构编队是第g个l-ι级复合结构编队的链式后继编队;1 < g < G ;以链条结构 的第一个l-ι级复合结构编队的代表无人机作为链式1级复合结构编队的代表无人机;链 式1级复合结构编队的编队队形为:以链式1级复合结构编队的代表无人机在最前方领航 飞行,其余l-ι级复合结构编队的代表无人机在后方跟随其链式前驱编队的代表无人机飞 行;以第g个l-ι级复合结构编队的代表无人机的重心为第五坐标系的原点,以第g个1-1 级复合结构编队的代表无人机的正前方、右方和正下方分别为坐标系的χ5轴、y 5轴和Z 5轴, 则第g+Ι个1-1级复合结构编队的代表无人机相对于第g个1-1级复合结构编队的代表无 人机的位置坐标为(-山,〇,〇);山表示相邻两个1-1级复合结构编队的代表无人机之间的距 离;
[0113] 并行1级复合结构编队是由W个1-1级复合结构编队按横向排列而形成的链条结 构,第W个1-1级复合结构编队是第W+1个1-1级复合结构编队的并行前驱编队;第W+1个 1-1级复合结构编队是第W个1-1级复合结构编队的并行后继编队;1 < W < W ;以链条结构 的第一个1-1级复合结构编队的代表无人机作为并行1级复合结构编队的代表无人机;并 行1级复合结构编队的编队队形为:以并行1级复合结构编队的代表无人机在最左方领航 飞行,其余l-ι级复合结构编队的代表无人机在右方跟随其并行前驱编队的代表无人机飞 行;以第W个1-1级复合结构编队的代表无人机的重心为第六坐标系的原点,以第W个1-1 级复合结构编队的代表无人机的正前方、右方和正下方分别为坐标系的χ6轴、y 6轴和Z 6轴, 则第w+1个1-1级复合结构编队的代表无人机相对于第w个1-1级复合结构编队的代表无 人机的位置坐标为(〇,山,0);山表示相邻两个1-1级复合结构编队的代表无人机之间的距 离。
[0114] 步骤1. 4、判断1 = L是否成立,若成立,则完成初始编队结构的构建;否则,将1+1 赋值给1 ;并返回步骤1.3执行。
[0115] 步骤1的编队结构消息为一个以逗号隔开的mXm大小的矩阵所对应的字符串:b ill b12, · · · , blm, b21, b22, · · ·, b2m, . . . , bml, bm2, . . . , bm,m表示无人机的总数;表示第i架无 人机W和第j架无人机u ,之间的编队结构关系或表示以第i架无人机u 代表无人机的 编队和以第j架无人机+为代表无人机的编队之间的编队结构关系;1 < j < m ;
[0116] 设定bi_j = 0且i辛j时,表示第i架无人机u i和第j架无人机u 之间无任何编 队结构关系;或表示以第i架无人机^为代表无人机的编队和以第j架无人机1!,为代表无 人机的编队之间无任何编队结构关系;
[0117] 设定1^= 10且i辛j时,表示第i架无人机u ;是第j架无人机u 的长机;
[0118] 设定1^= 100X 1+10且i辛j时,表示以第i架无人机u ;为代表无人机的编队 是以第j架无人机为代表无人机的编队的长机编队;
[0119] 设定bi_j= -10且i辛j时,表示第i架无人机u i是第j架无人机u 的僚机;
[0120] 设定1^= -(100X1+10)且i辛j时,表示以第i架无人机11;为代表无人机的编 队是以第j架无人机为代表无人机的编队的僚机编队;
[0121] 设定1^= 20且i辛j时,表示第i架无人机u ;是第j架无人机u 的链式后继无 人机;
[0122] 设定1^= 100X 1+20且i辛j时,表示以第i架无人机u ;为代表无人机的编队 是以第j架无人机为代表无人机的编队的链式后继编队;
[0123] 设定1^= -20且i辛j时,表示第i架无人机u ;是第j架无人机u 的链式前驱 无人机;
[0124] 设定1^=-(100X1+20)且i乒j时,表示以第i架无人机11;为代表无人机的编 队是以第j架无人机为代表无人机的编队的链式前驱编队;
[0125] 设定1^= 30且i辛j时,表示第i架无人机u ;是第j架无人机u 的并行后继无 人机;
[0126] 设定= 100 X 1+30且i辛j时,表示以第i架无人机u ;为代表无人机的编队 是以第j架无人机为代表无人机的编队的并行后继编队;
[0127] 设定1^= -30且i辛j时,表示第i架无人机u ;是第j架无人机u 的并行前驱 无人机;
[0128] 设定1^=-(100X1+30)且i乒j时,表示以第i架无人机11;为代表无人机的编 队是以第j架无人机为代表无人机的编队的并行前驱编队;
[0129] 设定1^= -2且i = j时,表示第i架无人机u ;已经损毁;
[0130] 设定1^= 0且i = j时,表示第i架无人机u ;没有损毁。
[0131] 步骤2、m架无人机根据编队结构消息形成初始编队结构并进行自主飞行;
[0132] 步骤2中的无人机根据编队结构消息是按如下步骤形成编队结构并进行自主飞 行:
[0133] 步骤2. 1、定义当前无人机为uk,k表示当前无人机的编号;1彡k彡m ;定义p表 示任一其它无人机,1彡P彡m;k乒p;
[0134] 步骤2. 2、初始化i = 1 ;
[0135] 步骤2. 3、判断i = k是否成立,若成立,则执行步骤2. 13 ;否则,利用lki = |bki 1/100获得相应的编队复合级另lj lki;
[0136] 步骤2.4、判断bkl= -(100Xlkl+10)是否成立,若成立,则执行步骤2.5 ;否则,执 行步骤2. 9 ;
[0137] 步骤2. 5、定义变量c ;并初始化c = 0, p = 1 ;
[0138] 步骤2. 6、当bpi= b p < k成立时,将c+1赋值给c ;
[0139] 步骤2. 7、将p+1赋值给p,并判断p > k是否成立,若成立,则执行步骤2. 8,否则, 执行步骤2. 6 ;
[0140] 步骤2. 8、当前无人机uk获得自身与第i架无人机u i的相对位置为
,并调整飞行速度和方向以实现保持相对位置跟随第i架无 人机W飞行;执行步骤2. 14;
[0141] 步骤2.9、判断bkl= 100Xlkl+20是否成立,若成立,则执行步骤2. 10 ;否则,执行 步骤2. 11 ;
[0142] 步骤2. 10、当前无人机uk获得自身与第i架无人机^的相对位置为K jun,并 调整飞行速度和方向以实现保持相对位置跟随第i架无人机Ul飞行;执行步骤2. 14 ;
[0143] 步骤2. 11、判断bkl= 100XI kl+30是否成立,若成立,则执行步骤2. 12 ;否则,执 行步骤2. 13 ;
[0144] 步骤2. 12、当前无人机uk获得自身与第i架无人机1! i的相对位置为,并 调整飞行速度和方向以实现保持相对位置跟随第i架无人机Ul飞行;执行步骤2. 14 ;
[0145] 步骤2. 13、将i+Ι赋值给i,并判断i >m是否成立,若成立,则表示当前无人机uk为领头无人机并控制自身朝向目标自主飞行;否则,返回步骤2. 3执行;
[0146] 步骤2. 14、退出步骤2。
[0147] 在现有技术中存在多种方法可实现步骤2. 8、步骤2. 10、步骤2. 12中的当前无人 机uk调整飞行速度和方向以实现保持相对位置跟随第i架无人机u i飞行,本实施例中采用 现有技术中的基于编队误差的方法来实现,此方法的步骤是:
[0148] 每架无人机通过一个编队控制器以实现对其领航无人
当前第3页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1