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专利号: 2024105037951
申请人: 江苏理工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种无人机编队控制及目标跟踪方法,其特征在于:包括以下步骤:S1,形成并保持无人机等边三角形编队;

步骤S1具体过程为:

步骤1,设置M架四旋翼无人机组成无人机群,其中,M≥3;各架四旋翼无人机之间通过蓝牙通信,四旋翼无人机通过GPS定位获取自身位置坐标,各四旋翼无人机的位置坐标可表示为Qi=[Q(i,X),Q(i,Y),Q(i,Z)]i为各四旋翼无人机的标号,1≤i≤M;

步骤2,每个四旋翼无人机通过蓝牙通信获取相邻所有四旋翼无人机的坐标位置,设定相邻四旋翼无人机之间的距离d,所有四旋翼无人机飞行高度一致,建立无人机等边三角形编队系统;

相邻两个四旋翼无人机之间位置关系表达式为:

2 2 2

(QXi+1‑QXi) +(QYi+1‑QYi) =d步骤3,以无人机等边三角形编队系统中心作为编队系统坐标系的原点,以当前位置作为四旋翼无人机在编队系统坐标系中的目标位置;各四旋翼无人机的目标位置向量可表示为Pi=[P(i,X),P(i,Y)]

四旋翼无人机的当前位置向量可表示为

Pj=[P(j,X),P(j,Y)]

在后续移动中,通过分布式控制算法计算相邻四旋翼无人机的期望速度,进行速度控制从而使相邻四旋翼无人机保持给定的距离;

Ux=Vx+(Xj‑Xi)/s

Uy=Vy+(Yj‑Yi)/s

Ux表示无人机相对于编队系统坐标系的期望横向速度向量控制量,Uy表示无人机相对于编队系统坐标系的期望纵向速度向量控制量,Vx为队形稳定时,无人机的期望横向运动速度向量;Vy为队形稳定时,无人机的期望纵向运动速度向量,Xj‑Xi为当前位置与目标位置的横向距离,Yj‑Yi为当前位置与目标位置的纵向距离;

S2,跟踪目标信息处理;

S2具体包括以下步骤:

步骤1,接受外部发送的目标位置,包括目标的位置信息和运动信息;

目标的位置信息为A(a1,b1),目标的运动信息包括VAx、VAy,VAx为目标运动横向速度向量,VAy为目标运动纵向速度向量;

步骤2,选取无人机等边三角形编队系统中其中一个无人机作为跟踪无人机,获取跟踪无人机在大气坐标系下的当前位置B(a2,b2),为保证无人机等边三角形编队系统中心移动到目标位置,跟踪无人机在编队系统坐标系中为位置为(Xa,Ya),那么跟踪无人机的目标位置即为(a1+Xa,b1+Ya),根据跟踪无人机的当前位置和目标位置计算跟踪无人机的期望横向运动速度向量Vx1和期望纵向运动速度向量Vy1,跟踪无人机的最终运动的横向速度向量为Vx=Vx1+VAx,横向速度向量为Vy=Vy1+VAy。