中国兵器装备集团自动化研究所有限公司谈婉茹获国家专利权
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龙图腾网获悉中国兵器装备集团自动化研究所有限公司申请的专利一种无人机集群编队方法、装置、设备及存储介质获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119088076B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-27发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411149224.9,技术领域涉及:G05D1/695;该发明授权一种无人机集群编队方法、装置、设备及存储介质是由谈婉茹;王世勇;安帅;唐友军;朱松柏设计研发完成,并于2024-08-21向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种无人机集群编队方法、装置、设备及存储介质在说明书摘要公布了:本发明公开了一种无人机集群编队方法、装置、设备及存储介质,该方法具备在面对环境变化时的应对能力,同时,该方法针对编队的队形问题,设计奖励函数,提高了编队稳定能力。采用SAC算法,避免环境重复陷入局部最优,增强了系统应对外界环境变化的能力。采用奖励函数进行编队,实现了编队的稳定性。
本发明授权一种无人机集群编队方法、装置、设备及存储介质在权利要求书中公布了:1.一种无人机集群编队方法,其特征在于,包括:基于马尔可夫决策过程建立无人机运动模型;所述无人机运动模型包括环境信息、观测信息以及动作集;所述环境信息包括所有无人机的二维位置、所有无人机的航向、所有无人机的速度、所有无人机的目标点位置;所述观测信息包括当前无人机的二维位置;当前无人机的航向;当前无人机的速度;当前无人机与附近无人机的距离;所述动作集包括左移、右移、前移、后移、保持;将所述无人机运动模型的信息带入Actor-Critic网络模型采用中心式训练-分布式决策的架构,根据最大熵无模型算法对Actor网络和Critic网络进行网络参数更新;将获取到的所述网络参数带入奖励机制的奖励函数,获得奖励值;所述奖励机制设计原则为无人机越靠近目标点,奖励值越大;两架无人机之间距离与最优距离越接近奖励值越大,所述奖励机制包括指导无人机航向的奖励函数、目标点距离目的地远近的奖励函数、指导无人机躲避障碍物的奖励函数、指导无人机与其附近无人机之间保持编队队形的奖励函数以及无人机抵达目标点附近的稀疏奖励函数;所述指导无人机航向的奖励函数由下式表示: 式中:θ表示无人机以目标点为导向的飞行角度;所述目标点距离目的地远近的奖励函数由下式表示: 式中:d_targe表示当前时刻无人机与目标点的欧式距离,d_pre表示上一步无人机与目标点的欧式距离;所述指导无人机躲避障碍物的奖励函数由下式表示: 所述指导无人机与其附近无人机之间保持编队队形的奖励函数由下式表示: 式中:dmin表示无人机之间的安全距离,dtarget表示无人机之间保持的最优距离,dmax表示无人机与无人机之间的最远距离,dij表示无人机与其附近无人机之间的距离,derr表示设定的两架无人机之间的误差阈值;该奖励机制是为了保持无人机编队队形;所述无人机抵达目标点附近的稀疏奖励函数由下式表示: 式中,δd表示所设定的距离阈值;无人机所依据的总体奖励函数如下:Ri=k1r1+k2r2+k3r3+k4r4+k5r5式中,k1、k2、k3、k4、k5为加权系数,r1、r2、r3、r4、r5为奖励函数;所述Actor网络和所述Critic网络循环计算,直至所述奖励函数的奖励值收敛,模型结束计算,得到各台无人机所需执行的动作参数。
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