CN116382330B 一种目标驱动下的集群无人机协同导航方法 （南京航空航天大学）

院zhaolongWu,JizhouLaiCooperativeNavigationMethodof一种目标驱动下的集群无人机协同导航方法本发明公开了一种目标驱动下的集群无人进行空间几何构型；获取所述空间几何构型的群无人机主从式协同导航的架构下实现了目标2获取领机节点的位置信息及测距信息，基于所述位置信息和获取所述空间几何构型的GDOP值并进行排序处理，基于最小的G获得最优空间几何构型的过程包括：当所述空间几何构型的GD获取领机节点的位置信息及测距信息的过程包括：基于机载采用最大矢量四面体体积法对从机节点进行空间几何构型的过程包得从机节点的协同定位误差方程组；对所述协同定位误差方程组进行最小二乘法的处理，结合卡尔曼滤波，对从机节点的位置进行修正的过程包括：构建从机节点的相对测距误差观测模型的过程包括：构方程并进行一阶线性化泰勒展开，进而构造基于相对测距方式下无人机集群的雅可比矩构建无人机集群状态递推模型的过程包括：获取无人3科学且清晰的目标驱动策略是多任务目标下无人机集群技术研[0003]当今研究学者针对单一目标驱动下集群无人机的控制问4[0012]可选的，采用最大矢量四面体体积法对从机节点进系统的导航输出参数误差并建立18维状态量，进而构建系统状态转移矩阵和系统噪声阵，5[0026]图7为本发明实施例中的从机节点1目标驱动任务下与协同节点实时结算的GDOP[0027]图8为本发明实施例中的从机节点1单一构型和最优空间构型下三维位置误差曲[0034]本实施例基于目标驱动下集群无人机协同导航方面的研究将从提升集群无人机6(timeofarrival)的方式实现与领机节点的相对距离测量。根据领机的位置信息及测距从机节点到领机节点的三维相对距离测量值；Gu为从机节点到领机节点的方向余弦矩阵，7机节点参考目标点的三维坐标，记为同时计算目标构型迭代后各无人机节点[0063]将集群无人机构型迭代前后，无人机节点两两之间的距离计算值{d12,...,8[0066]若迭代残差满足式(13)所设定的最小残差阈值b,即证明集群无人机已完成相应阈值b,即完成目标驱动任务，同时记录目标驱动下集群无人机迭代航迹用以后续滤波结9[0099]本实施例选取导航坐标系为东、北、天地理坐标系，因此需要将地心地固直角(Earth_CenteredEarthFixed,ECEF)坐标系下惯导位置误差转换到地理坐标系下，两坐2)[0114]上式中，为t-1到t时刻的估计状态量，Φt,t-1为t-1到t时刻的状态转移矩[0115]最终根据建立的卡尔曼滤波时间更新和量测更新方程开展协同导航算法仿真分的选择标准保证初始航迹方向互相不同且有别于从机节[0118]本实施例进行算法验证的PC(personalcomputer)配备AMDRyzen55600Gwith[0122]本实施例同时给出仿真中部分领机与从机节点1的初始飞行参数。相关参数设置[0131]为了更加直观地对比分析本实施例提出算法的性能。图8给出了采用单一构型以虑了从机节点与协同节点的空间构型，从机节点能够获得相对于单一构型更好的定位精出了采用两种算法下从机节点1三维位置误差均方根(RootMeanSqua飞行环境下集群无人机的动态拓扑结构实现对任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，