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申请/专利权人：西北工业大学

摘要：本发明针对目前对研究尚不充分的低成本无人飞行器编队协同定位技术，基于数据链测距和网络通信，提出了一种基于惯组测量信息的异质编队协同定位技术。该方法首先构建三领队低成本异质编队的数据链通信规则，在此基础上通过全连通通信结构、根据数据链测得的无人飞行器之间相对距离构建非线性方程组，再者根据惯组测量信息确定搜索范围，结合粒子群算法实现定位误差容许下的协同定位以实现对惯组测量位置误差的在线纠偏。本发明通过集中式的通信结构和无向全连通的数据链测距，编队中的高性能无人飞行器可通过最优化方法解算编队成员位置信息并通过网络进行传递、更新，该方法可与多种编队控制或协同制导方法配合使用。

主权项：1.一种基于全连通网络的三领队低成本无人飞行器编队协同定位方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、三领队异质无人飞行器异质编队信息获取：高性能领队无人飞行器依次记为mk，k＝1，2，3，对应坐标位置已知，记为xk，yk，zk；低性能无人飞行器依次记为fi，i＝4，5，...，nn≥6，对应坐标位置未知，记为xfi，yfi，zfi；低成本惯性组件漂移最大误差记为me，低成本无人飞行器测量位置信息已知，记为步骤二、构建三领队异质无人飞行器编队通信网络：首先，选取某一领队无人飞行器作为中心节点通过网络通信集合已有信息进行协同定位解算并发送解算结果；其次，基于全连通通信网络构建三领队无人飞行器与低成本无人飞行器之间的领从关系，低性能无人机中存在三个低性能无人机f1，f2，f3分别与三个领队无人飞行器之间形成通信关系，且三个低性能无人机f1，f2，f3之间形成全连通，即全连通基础结构中每个无人飞行器之间均能实现数据链测距；数据链通信测距信息已知，异质编队中低成本无人飞行器fi和高性能领队无人飞行器mk之间的距离记为Rjk其中j≠k，低成本无人机之间距离Rij＝Rji，即有 再者，构建附加结构，当编队中低成本无人机数量n＞6时，低性能无人机fii＞6需与被选为中心节点的无人机之间存在双向通信，且同时与编队中任意三个不同无人机之间存在双向通信，示意图如图2所示；与异质编队中低成本无人飞行器fii＞6通信的无人机编号合集记为Ci＝{c1，ci2，ci3，ci4}，i＞6，其中，ci2，ci3，ci4∈{1，...，n}-{c1}数据链通信测距信息已知，可表示为Rij，i＞6，j＝c1，ci2，ci3，ci4；步骤三、建立三领队异质无人飞行器编队协同定位方程组：结合数据链测距信息和相对位置方程，令x＝[xfi，yfi，zfi]，i＝4，5，...，nn≥6，建立领从协同定位相对位置方程组如下 其中x即为协同定位的解集，前12个方程为3高性能飞行器和3个低性能飞行器基于全连通网络共同构成的基础结构方程，后续方程则是根据低性能飞行器实际的通信情况给出相应方程；记gq为Gx的第qq＝1，2，...，4n-3个行向量范数，即 从而，优化代价函数定义为 步骤四、基于惯组测量信息的协同定位解算，利用集中式结构的中心节点解算无人飞行器位置信息，选取粒子群优化方法基于惯组测量位置信息进行小范围搜索从而实现无人飞行器编队协同定位非线性方程组的解算，领队无人飞行器求解协同定位非线性方程组获得低成本无人飞行器所在位置并通过通信网络传递给各无人飞行器，从而低成本实现协同定位。

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百度查询： 西北工业大学 一种基于全连通网络的三领队低成本无人飞行器编队协同定位方法