【技術實現步驟摘要】
本申請涉及無人機，特別是涉及一種無人機集群編隊協同合進分擊方法和裝置。
技術介紹
1、隨著無人機技術的快速發展，無人機集群編隊廣泛應用于軍事、物流、應急救援等領域。無人機集群在執行復雜任務(如作戰、搜救或物流配送)時，通常需要根據任務場景的變化靈活調整編隊形態。這種動態編隊要求無人機集群能夠根據環境、目標點位置、威脅態勢等信息進行實時的形態重組，以實現高效的目標接近與攻擊(合進)或在攻擊后進行快速分散(分擊)，從而達到任務的高效執行和自我防御。
2、然而，現有的無人機編隊控制方法大多基于固定的編隊結構和預設任務規劃，編隊的調整往往難以應對復雜、多變的戰場環境。當面對目標變化、威脅環境改變或需要多任務協同時，現有的固定編隊無法動態適應環境的變化，導致集群響應遲緩，容易暴露弱點或失去協同作戰優勢。
技術實現思路
1、基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種能夠編隊靈活且高效協同的無人機集群編隊協同合進分擊方法和裝置。
2、第一方面，本申請提供了一種無人機集群編隊協同合進分擊方法。該方法包括：
3、實時獲取任務需求、空間環境和無人機的狀態向量；任務需求包括目標相對位置和目標點位置，空間環境包括障礙物位置；
4、基于狀態向量和目標相對位置，獲取一致性控制律；
5、基于狀態向量，圍繞目標點位置生成合進吸引力，圍繞障礙物位置和相鄰無人機生成合進排斥力，根據合進吸引和合進排斥力獲取合進控制律；
6、基于狀態向量，圍繞無人機集
7、根據一致性控制律、合進控制律和分擊控制律，構建以任務執行效率最優為目標的優化模型，通過求解優化模型獲取無人機集群的編隊與合進分擊策略。
8、在一個實施例中，狀態空間包括空間位置；
9、基于狀態向量和目標相對位置，獲取一致性控制律包括：
10、針對無人機集群中的每一無人機，根據空間位置確定鄰近無人機，以與鄰近無人機保持目標相對位置為目的調整空間位置，獲取實現空間位置調整的一致性控制律。
11、在一個實施例中，根據一致性控制律、合進控制律和分擊控制律，構建以任務執行效率最優為目標的優化模型包括：
12、根據一致性控制律、合進控制律和分擊控制律，獲取用于評估任務執行效率的任務完成總時間和總消耗能量；
13、根據任務完成總時間和總消耗能量構建優化模型。
14、在一個實施例中，無人機集群內各無人機之間通過6g通信模塊進行包括任務需求、空間環境和狀態向量的數據交互。
15、在一個實施例中，采用分布式計算和邊緣計算協同控制策略獲取編隊與合進分擊策略；
16、其中，分布式計算和邊緣計算協同控制策略以計算任務完成時間成本最小為目標進行算力分配。
17、在一個實施例中，用多層次協同決策機制進行無人機集群的協同控制；
18、其中，多層次協同決策機制包括以單一無人機作為決策對象的局部決策、以若干無人機組成的子集群作為決策對象的集群決策和以無人機群作為決策對象的全局決策。
19、第二方面，本申請還提供了一種無人機集群編隊協同合進分擊裝置。該裝置包括：
20、實時感知模塊，用于實時獲取任務需求、空間環境和無人機的狀態向量；任務需求包括目標相對位置和目標點位置，空間環境包括障礙物位置；
21、一致性控制模塊，用于基于狀態向量和目標相對位置，獲取一致性控制律；
22、合進控制模塊，用于基于狀態向量，圍繞目標點位置生成合進吸引力，圍繞障礙物位置和相鄰無人機生成合進排斥力，根據合進吸引和合進排斥力獲取合進控制律；
23、分擊控制模塊，用于基于狀態向量，圍繞無人機集群的中心位置生成分擊排斥力，根據分擊排斥力和合進排斥力獲取分擊控制律；
24、決策模塊，用于根據一致性控制律、合進控制律和分擊控制律，構建以任務執行效率最優為目標的優化模型，通過求解優化模型獲取無人機集群的編隊與合進分擊策略。
25、第三方面，本申請還提供了一種計算機設備。該計算機設備包括存儲器和處理器，存儲器存儲有計算機程序，處理器執行計算機程序時實現上述無人機集群編隊協同合進分擊方法中的步驟。
26、第四方面，本申請還提供了一種計算機可讀存儲介質。該計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，計算機程序被處理器執行時實現上述無人機集群編隊協同合進分擊方法中的步驟。
27、第五方面，本申請還提供了一種計算機程序產品。計算機程序產品，包括計算機程序，該計算機程序被處理器執行時實現上述無人機集群編隊協同合進分擊方法中的步驟。
28、上述無人機集群編隊協同合進分擊方法和裝置，包括：實時獲取任務需求、空間環境和無人機的狀態向量；任務需求包括目標相對位置和目標點位置，空間環境包括障礙物位置；基于狀態向量和目標相對位置，獲取一致性控制律；基于狀態向量，圍繞目標點位置生成合進吸引力，圍繞障礙物位置和相鄰無人機生成合進排斥力，根據合進吸引和合進排斥力獲取合進控制律；基于狀態向量，圍繞無人機集群的中心位置生成分擊排斥力，根據分擊排斥力和合進排斥力獲取分擊控制律；根據一致性控制律、合進控制律和分擊控制律，構建以任務執行效率最優為目標的優化模型，通過求解優化模型獲取無人機集群的編隊與合進分擊策略。通過一致性控制律令無人機集群可以保持隊形，通過合進控制律令無人機集群能夠高效聚集在目標點附近進行攻擊，通過分擊策略令無人機集群能夠迅速分散以躲避攻擊，最后以無人機整體任務執行效率為目標構建優化模型，從而確保無人機集群高效地執行合進分擊策略，提高了無人機集群在復雜環境中的任務響應速度，具備顯著的實用性和應用前景。
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1.一種無人機集群編隊協同合進分擊方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述狀態空間包括空間位置；
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述一致性控制律、所述合進控制律和所述分擊控制律，構建以任務執行效率最優為目標的優化模型包括：
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述無人機集群內各所述無人機之間通過6G通信模塊進行包括所述任務需求、所述空間環境和所述狀態向量的數據交互。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：采用分布式計算和邊緣計算協同控制策略獲取所述編隊與合進分擊策略；
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：采用多層次協同決策機制進行所述無人機集群的協同控制；
7.一種無人機集群編隊協同合進分擊裝置，其特征在于，所述裝置包括：
8.一種計算機設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現權利要求1至6中任一項所述的方法的步驟。
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10.一種計算機程序產品，包括計算機程序，其特征在于，該計算機程序被處理器執行時實現權利要求1至6中任一項所述的方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種無人機集群編隊協同合進分擊方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述狀態空間包括空間位置；
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述一致性控制律、所述合進控制律和所述分擊控制律，構建以任務執行效率最優為目標的優化模型包括：
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述無人機集群內各所述無人機之間通過6g通信模塊進行包括所述任務需求、所述空間環境和所述狀態向量的數據交互。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：采用分布式計算和邊緣計算協同控制策略獲取所述編隊與合進分擊策略；
6.根據權利...
【專利技術屬性】
技術研發人員：吳陽明，歐陽權，唐鑫，叢玉華，成旭明，李濤，吳昊，
申請(專利權)人：南京交通職業技術學院，
類型：發明
國別省市：
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