利索能及
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专利号: 201910778598X
申请人: 合肥工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多无人平台协同队形保持的通信能耗均衡方法,其特征在于,所述均衡方法由计算机执行,包括以下步骤:S1、基于无人平台编队需要组成的二维队形和无人平台的初始能量获取无人平台编队的通信网络;

S2、基于所述通信网络获取无人平台编队的信息交互拓扑;

S3、将所述无人平台编队的信息交互拓扑发送给无人平台,并记录初始时间;

S4、记录无人平台的每一个工作时间,基于所述初始时间和所述每一个工作时间获取无人平台的实时时间差;

S5、当所述实时时间差大于预设的调度周期时,获取每个无人平台的剩余能量,并判断:每个无人平台的剩余能量是否均大于维持无人平台工作的最低能量;

若满足条件,则基于所述二维队形和所述剩余能量生成当前时间的无人平台编队的通信网络,基于当前时间的通信网络获取当前时间的信息交互拓扑;将所述无人平台编队的信息交互拓扑更新为当前时间的信息交互拓扑,将所述初始时间更新为当前时间,并跳转到S3中,重复步骤S3-S5;

若不满足条件,则命令无人平台停止工作;

在S2中,所述无人平台编队的信息交互拓扑的获取方法包括:S201、基于所述通信网络获取加权有向图;

S202、基于所述加权有向图获取无人平台编队的信息交互拓扑;

在S201中,所述加权有向图的获取方法为:

获取所述通信网络的第一最小树形图,并将所述第一最小树形图中的弧及其反向弧从所述通信网络中删除,得到第一通信网络;

所述第一最小树形图即为所述加权有向图;

在S202中,所述无人平台编队的信息交互拓扑的获取方法为:S2021、按照权值从低到高的顺序对所述第一通信网络中的弧进行排序,获取所述第一通信网络中的第k条弧aij,其中,k=1;

S2022、判断所述加权有向图对应的无向图的边数|E|和无人平台的数量|V|是否满足|E|<2×|V|-3,若不满足条件,则所述加权有向图即为无人平台编队的信息交互拓扑;

若满足条件,判断:所述第k条弧aij的终点vj在所述加权有向图中的入度是否小于2并且所述第k条弧aij的反向弧aji是否不在所述加权有向图中;若两个条件均满足,则将所述第k条弧aij添加到所述加权有向图中,得到第一有向图,并跳转到步骤S2023;若两个条件不能全部满足,则更新k的取值,并重复步骤S2022;

S2023、判断所述第一有向图对应的无向图的刚度矩阵的秩是否为满秩,若不满足条件,将所述第k条弧aij从所述第一有向图中删除,得到第二有向图;若满足条件,则保留所述第k条弧aij,得到第二有向图;

更新k的取值;

S2024、判断所述第二有向图对应的无向图的边数|E’|是否满足|E’|<2×|V|-3,若满足条件,则将所述加权有向图中的数据更新为所述第二有向图中的数据,并跳转到步骤S2022,重复步骤S2022-S2024;若不满足条件,则所述第二有向图即为无人平台编队的信息交互拓扑。

2.一种多无人平台协同队形保持的通信能耗均衡装置,其特征在于,所述装置包括计算机,所述计算机包括:至少一个存储单元;

至少一个处理单元;

其中,所述至少一个存储单元中存储有至少一条指令,所述至少一条指令由所述至少一个处理单元加载并执行以实现以下步骤:S1、基于无人平台编队需要组成的二维队形和无人平台的初始能量获取无人平台编队的通信网络;

S2、基于所述通信网络获取无人平台编队的信息交互拓扑;

S3、将所述无人平台编队的信息交互拓扑发送给无人平台,并记录初始时间;

S4、记录无人平台的每一个工作时间,基于所述初始时间和所述每一个工作时间获取无人平台的实时时间差;

S5、当所述实时时间差大于预设的调度周期时,获取每个无人平台的剩余能量,并判断:每个无人平台的剩余能量是否均大于维持无人平台工作的最低能量;

若满足条件,则基于所述二维队形和所述剩余能量生成当前时间的无人平台编队的通信网络,基于当前时间的通信网络获取当前时间的信息交互拓扑;将所述无人平台编队的信息交互拓扑更新为当前时间的信息交互拓扑,将所述初始时间更新为当前时间,并跳转到S3中,重复步骤S3-S5;

若不满足条件,则命令无人平台停止工作;

在S2中,所述无人平台编队的信息交互拓扑的获取方法包括:S201、基于所述通信网络获取加权有向图;

S202、基于所述加权有向图获取无人平台编队的信息交互拓扑;

在S201中,所述加权有向图的获取方法为:

获取所述通信网络的第一最小树形图,并将所述第一最小树形图中的弧及其反向弧从所述通信网络中删除,得到第一通信网络;

所述第一最小树形图即为所述加权有向图;

在S202中,所述无人平台编队的信息交互拓扑的获取方法为:S2021、按照权值从低到高的顺序对所述第一通信网络中的弧进行排序,获取所述第一通信网络中的第k条弧aij,其中,k=1;

S2022、判断所述加权有向图对应的无向图的边数|E|和无人平台的数量|V|是否满足|E|<2×|V|-3,若不满足条件,则所述加权有向图即为无人平台编队的信息交互拓扑;

若满足条件,判断所述第k条弧aij的终点vj在所述加权有向图中的入度是否小于2并且所述第k条弧aij的反向弧aji是否不在所述加权有向图中;若两个条件均满足,则将所述第k条弧aij添加到所述加权有向图中,得到第一有向图,并跳转到步骤S2023;若两个条件不能全部满足,则更新k的取值,并重复步骤S2022;

S2023、判断所述第一有向图对应的无向图的刚度矩阵的秩是否为满秩,若不满足条件,将所述第k条弧aij从所述第一有向图中删除,得到第二有向图;若满足条件,则保留所述第k条弧aij,得到第二有向图;

更新k的取值;

S2024、判断所述第二有向图对应的无向图的边数|E’|是否满足|E’|<2×|V|-3,若满足条件,则将所述加权有向图中的数据更新为所述第二有向图中的数据,并跳转到步骤S2022,重复步骤S2022-S2024;若不满足条件,则所述第二有向图即为无人平台编队的信息交互拓扑。