无人机编队控制方法及装置与流程

1.本技术涉及无人机集群控制技术领域，尤其涉及一种无人机编队控制方法及装置。


背景技术：

2.单无人机在感知范围、任务载重、计算能力等方面均存在限制，对于某些复杂任务需要多机编队协作执行。无人机集群在执行协作飞行任务过程中，保持合理的编队队形，可以使得多无人机系统更加有效地完成任务，提高编队的协作效率。目前应用最广泛的编队控制算法为leader-follower（长机-僚机）法，该方法相对简单并且易于扩展，在不同的编队控制问题上被广泛应用。该方法的主要内容是在无人机编队飞行过程中，将一架无人机指定为长机，其余无人机作为僚机。长机负责航迹跟踪，僚机的任务是保持与长机及邻机的僚机相对位置保持不变，僚机则作为跟随者随着长机完成飞行。
3.leader-follower法采用双环路的设计思想，以单机的稳态控制为内环，编队的航迹控制为外环，设计了pi控制器，实现了僚机的跟随飞行。长机避障策略和控制方法，设置不同的障碍场景，利用队形解散与重组的方式，分别提出了僚机的避障及重组策略。但一旦长机被破坏，整个编队任务就会失败。此外，如果编队采用链式结构，误差会在层级间累计叠加，当编队受到较大扰动时，会导致僚机编队失败。


技术实现要素：

4.本技术实施例通过提供一种无人机编队控制方法，解决了现有技术中leader-follower编队法在失去长机后整个编队任务就会失败，链式结构编队法会在层级间累计叠加误差的问题。实现了一种无人机编队控制方法能够解决上述问题。
5.第一方面，本技术实施例提供了一种无人机编队控制方法，包括：获取任务位置与无人机集群的集群信息；其中，所述集群信息包括所述无人机集群中无人机的数量以及各无人机的初始信息；根据所述任务位置与所述集群信息确定各无人机的初始权重生成初始权重序列；根据所述初始权重序列确定所述无人机集群中的长机与僚机；若所述无人机集群中任一无人机的方向矢量发生改变，则根据各无人机的当前权重更新过程权重生成过程权重序列；根据所述过程权重序列重新确定所述无人机集群中的长机与僚机。
6.结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述初始信息包括无人机的初始位置、初始速度与初始姿态角。
7.结合第一方面，在第二种可能的实现方式中，所述无人机集群中任一无人机满足如下关系式：；式中，为无人机的位置坐标，rand表示(0,1)之间的随机数，、分别为所述无人机集群中x坐标的最大值与最小值，、分别为所述无人机集群中y坐标的最大值与最小的值，、分别为所述无人机集群中z坐标的最大值与最小值。
8.结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述根据
所述任务位置与所述集群信息确定各无人机的初始权重生成初始权重序列，包括：根据所述任务位置与所述初始信息计算各无人机的所述初始权重，计算公式如下：；式中，表示无人机i的所述初始权重，、、与分别为各项因数的奖励系数，为无人机i距所述任务位置的距离，为无人机i的所述初始姿态角，为无人机i的所述初始速度，为无人机i与其他无人机的平均初始速度方向的夹角；对各无人机的所述初始权重进行排序，获得无人机的所述初始权重序列。
9.结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述根据各无人机的当前权重更新过程权重生成过程权重序列的更新公式如下：；式中，为无人机i的所述过程权重，为无人机i的所述当前权重，rand为(0,1)之间的随机数，为所述无人机集群中所述当前权重的最大值，为所述无人机集群中所述当前权重的最小值；对各无人机的所述过程权重进行排序，获得无人机的所述过程权重序列。
10.结合第一方面，在第五种可能的实现方式中，所述确定所述无人机集群中的长机与僚机，还包括：根据长机的位置、无人机的数量与所述无人机集群的设定队形，确定各僚机的期望位置；根据僚机的所述初始信息确定与其对应的所述期望位置；控制僚机飞至对应的所述期望位置，并跟随长机。
11.结合第一方面，在第六种可能的实现方式中，所述无人机的方向矢量发生改变的原因包括：无人机避障和/或无人机故障。
12.第二方面，本技术实施例提供了一种无人机编队控制装置，包括：获取模块，用于获取任务位置与无人机集群的集群信息；其中，所述集群信息包括所述无人机集群中无人机的数量以及各无人机的初始信息；初始权重模块，用于根据所述任务位置与所述集群信息确定各无人机的初始权重生成初始权重序列；确定模块，用于根据所述初始权重序列确定所述无人机集群中的长机与僚机；更新模块，用于若所述无人机集群中任一无人机的方向矢量发生改变，则根据各无人机的当前权重更新过程权重生成过程权重序列；过程权重模块，用于根据所述过程权重序列重新确定所述无人机集群中的长机与僚机。
13.结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述初始信息包括无人机的初始位置、初始速度与初始姿态角。
14.结合第二方面，在第二种可能的实现方式中，所述无人机集群中任一无人机满足如下关系式：；式中，为无人机的位置坐标，rand表示(0,1)之间的随机数，、分别为所述无人机集群中x坐标的最大值与最小值，、分别为所述无人机集群中y坐标的最大值与最小的值，、分别为所述无人机集群中z坐标的最大值与最小值。
15.结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述根据所述任务位置与所述集群信息确定各无人机的初始权重生成初始权重序列，包括：根据所述任务位置与所述初始信息计算各无人机的所述初始权重，计算公式如下：；式中，表示无人机i的所述初始权重，、、与分别为各项因数的奖励系数，为无人机i距所述任务位置的距离，为无人机i的
所述初始姿态角，为无人机i的所述初始速度，为无人机i与其他无人机的平均初始速度方向的夹角；对各无人机的所述初始权重进行排序，获得无人机的所述初始权重序列。
16.结合第二方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述根据各无人机的当前权重更新过程权重生成过程权重序列的更新公式如下：；式中，为无人机i的所述过程权重，为无人机i的所述当前权重，rand为(0,1)之间的随机数，为所述无人机集群中所述当前权重的最大值，为所述无人机集群中所述当前权重的最小值；对各无人机的所述过程权重进行排序，获得无人机的所述过程权重序列。
17.结合第二方面，在第五种可能的实现方式中，所述确定所述无人机集群中的长机与僚机，还包括：根据长机的位置、无人机的数量与所述无人机集群的设定队形，确定各僚机的期望位置；根据僚机的所述初始信息确定与其对应的所述期望位置；控制僚机飞至对应的所述期望位置，并跟随长机。
18.结合第二方面，在第六种可能的实现方式中，所述无人机的方向矢量发生改变的原因包括：无人机避障和/或无人机故障。
19.第三方面，本技术实施例提供了一种设备，所述设备包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；所述处理器执行所述可执行指令时，实现如第一方面或第一方面任一种可能实现的方式所述的方法。
20.第四方面，本技术实施例提供了一种非易失性计算机可读存储介质，所述非易失性计算机可读存储介质包括用于存储计算机程序或指令，当该计算机程序或指令被执行时，使如第一方面或第一方面任一种可能实现的方式所述的方法被实现。
21.本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
22.本技术实施例通过根据任务位置与无人机集群信息选定长机，更新过程权重以及在无人机的方向矢量发生改变后根据权重序列确定长机，有效解决了现有技术中leader-follower编队法在失去长机后整个编队任务就会失败以及链式结构编队法会在层级间累计叠加误差的问题。进而实现了一种无人机编队控制方法，能够在无人机集群中选出有利于完成任务的无人机作为长机，并在任一无人机方向矢量发生改变后更新长机，避免了因没有长机而导致无人机集群任务失败的情况出现，还能够消除无人机之间可能出现的叠加误差。
附图说明
23.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本技术实施例提供的无人机编队控制方法的流程图；
25.图2为本技术实施例提供的确定无人机集群中的长机与僚机后的流程图；
26.图3为本技术实施例提供的无人机编队控制装置的结构图；
27.图4为本技术实施例提供的无人机集群编队队形实例图。
具体实施方式
28.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.以下对本技术实施例涉及的部分技术做出说明，以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本技术的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了部分对公知功能和结构的描述。
30.长机：长机是无人机集群中的核心指挥者和决策者，在执行任务时，长机负责航迹跟踪，协调和控制整个无人机集群的行动。长机通过与其他僚机的通信，传递指令、数据和信息。
31.僚机：僚机是长机的辅助者和执行者，其任务是保持与长机及邻机的相对位置。长机和其他僚机之间进行协同合作，互相配合完成复杂任务，提升整个集群的效能和安全性。
32.图1是本技术实施例提供的无人机编队控制方法的流程图，包括步骤101至步骤105。其中，图1仅为本技术实施例示出的一种执行顺序，并不代表无人机编队控制方法的唯一执行顺序，在可实现最终结果的情况下，图1所示出的步骤可以被并列或颠倒执行。
33.步骤101：获取任务位置与无人机集群的集群信息。其中，集群信息包括无人机集群中无人机的数量以及各无人机的初始信息。在本技术实施例中，无人机的初始信息包括无人机的初始位置、初始速度与初始姿态角。此外，无人机集群中任一无人机满足如下关系式：
34.。
35.式中，为无人机的位置坐标，rand表示(0,1)之间的随机数，、分别为无人机集群中x坐标的最大值与最小值，、分别为无人机集群中y坐标的最大值与最小的值，、分别为无人机集群中z坐标的最大值与最小值。
36.步骤102：根据任务位置与集群信息确定各无人机的初始权重生成初始权重序列。在本技术实施例中，根据任务位置与初始信息计算各无人机的初始权重，计算公式如下：
37.。
38.式中，表示无人机i的初始权重，、、与分别为各项因数的奖励系数，为无人机i距任务位置的距离，为无人机i的初始姿态角，为无人机i的初始速度，为无人机i与其他无人机的平均初始速度方向的夹角。其中，奖励系数由各无人机的各项因数在无人机集群中的排序决定。例如，无人机距任务位置的距离越近，其对应的奖励系数越大。反之，无人机距任务位置的距离越远，其对应的奖励系数越小。对各无人机的初始权重进行排序，获得无人机的初始权重序列。在本技术实施例中，对各初始权重的排序采用由大到小的顺序。此处不作为对本技术保护范围的限制，本领域技术人员也可以采用由小到大的顺序。
39.步骤103：根据初始权重序列确定无人机集群中的长机与僚机。在本技术实施例
中，根据初始权重序列中各初始权重的顺序，将排在初始权重序列最前面的初始权重即最大的初始权重对应的无人机作为整个无人机集群的长机，其余无人机作为僚机。确定长机与僚机后，还可以对僚机进行进一步调整，如图2所示，包括步骤201至步骤203，具体如下。
40.步骤201：根据长机位置、无人机的数量与无人机集群的设定队形，确定各僚机的期望位置。在本技术实施例中，在确定最初的长机之前，各无人机独立飞行，并能够各自与地面控制系统进行通信。确定长机后，根据无人机集群中无人机的数量确定僚机的数量。并根据长机当前所在的位置与完成任务所使用的设定队形，计算各个僚机在设定队形中的期望位置。其中，对于期望位置的计算，本领域技术人员可以结合外部环境，如风速、风向、气压等计算出利于减小飞行阻力并保持无人机集群稳定的期望位置，此处不作为对本技术保护范围的限制。如图4所示，在本技术实施例中，示例性地将无人机集群中无人机的数量设置为八架，并示例性地示出了八架无人机对应的几种设定队形。
41.步骤202：根据僚机的初始信息确定与其对应的期望位置。在本技术的一种实施例中，根据步骤201计算出期望位置，分别将各期望位置作为目标点，采用步骤102中计算初始权重的计算方法，计算各个僚机与各期望位置的初始权重，将初始权重最大的值对应的僚机作为该期望位置上的僚机。以此计算出每架僚机对应的期望位置。在本技术的另一种实施例中，计算各个僚机至各期望位置的距离，将距僚机最近的期望位置作为与其对应的期望位置。以上示出了两种计算量与最终效果不同的实施例，本领域技术人员可以根据实际情况进行选择。此处不作为对本技术保护范围的限制，本领域技术人员亦可使用最优路径算法、寻路算法等方法确定各僚机对应的期望位置。
42.步骤203：控制僚机飞至对应的期望位置，并跟随长机。具体地，当各个僚机确定其对应的期望位置后，自主飞至对应的期望位置或响应于长机的控制飞至对应的期望位置。当各个僚机均飞至对应的期望位置后，无人机集群就构成了设定队形，可由长机带领执行集群任务。
43.步骤104：若无人机集群中任一无人机的方向矢量发生改变，则根据各无人机的当前权重更新过程权重生成过程权重序列。在本技术实施例中，无人机集群执行集群任务时，无人机的航向均是朝向或近似朝向任务位置的，其方向矢量不会轻易发生改变。若出现方向矢量改变则必然出现了特殊情况需要无人机改变原本的方向矢量。无人机的方向矢量发生改变包括：无人机避障和/或无人机故障等会使无人机的方向矢量发生改变的因素。其中，无人机故障包括无人机部件故障和/或无人机通信故障。在本技术的一种实施例中，当发生部件故障后，若该部件故障导致对应的无人机无法再继续执行飞行任务，在确定新的长机后还需要重新确实僚机数量与设定队形。需要注意的是，在本技术实施例中各无人机均设置有识别装置，能够识别无人机方向矢量的改变，同时能够识别外部环境导致无人机出现的假性方向矢量改变。假性方向矢量改变包括因刮风或气流等原因引起无人机震荡，导致无人机方向矢量多次频繁改变的情况。
44.根据各无人机的当前权重更新过程权重生成过程权重序列的更新公式如下：
45.。
46.式中，为无人机i的过程权重，为无人机i的当前权重，rand为(0,1)之间
的随机数，为无人机集群中当前权重的最大值，为无人机集群中当前权重的最小值。其中，当前权重为无人机集群中出现无人机方向矢量改变时各个无人机的权重。在本技术实施例中，在第二次确定长机时，当前权重为各无人机的初始权重，在第二次之后确定长机时，当前权重均为各无人机此时的过程权重。通过上述计算公式更新过程权重，对各无人机的过程权重进行排序，获得无人机的过程权重序列。
47.步骤105：根据过程权重序列重新确定无人机集群中的长机与僚机。具体地，根据步骤104确定的过程权重序列，将排在最前面的过程权重即最大的过程权重对应的无人机作为新的长机，其余无人机作为僚机。确定长机与僚机后，根据长机的位置、无人机的数量与无人机集群的设定队形，确定各僚机的期望位置。根据僚机的初始信息确定与其对应的期望位置。控制僚机飞至对应的期望位置，并跟随长机。
48.虽然本技术提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。本实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或客户端产品执行时，可以按照本实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行（例如并行处理器或者多线程处理的环境）。
49.如图3所示，本技术实施例还提供一种无人机编队控制装置300。该装置包括：获取模块301、初始权重模块302、确定模块303、更新模块304与过程权重模块305，具体如下。
50.获取模块301用于获取任务位置与无人机集群的集群信息。其中，集群信息包括无人机集群中无人机的数量以及各无人机的初始信息。获取模块301具体用于，在本技术实施例中，无人机的初始信息包括无人机的初始位置、初始速度与初始姿态角。此外，无人机集群中任一无人机满足如下关系式：
51.。
52.式中，为无人机的位置坐标，rand表示(0,1)之间的随机数，、分别为无人机集群中x坐标的最大值与最小值，、分别为无人机集群中y坐标的最大值与最小的值，、分别为无人机集群中z坐标的最大值与最小值。
53.初始权重模块302用于根据任务位置与无人机集群的集群信息获取各无人机的初始权重生成初始权重序列。初始权重模块302具体用于，在本技术实施例中，根据任务位置与初始信息计算各无人机的初始权重，计算公式如下：
54.。
55.式中，表示无人机i的初始权重，、、与分别为各项因数的奖励系数，为无人机i距任务位置的距离，为无人机i的初始姿态角，为无人机i的初始速度，为无人机i与其他无人机的平均初始速度方向的夹角。其中，奖励系数由各无人机的各项因数在无人机集群中的排序决定。例如，无人机距任务位置的距离越近，其对应的奖励系数越大。反之，无人机距任务位置的距离越远，其对应的奖励系数越小。对各无人机的初始权重进行排序，获得无人机的初始权重序列。在本技术实施例中，对各初始权重的排序采用由大到小的顺序。此处不作为对本技术保护范围的限制，本领域技术人员也可以采用由小到大的顺序。
56.确定模块303用于根据初始权重序列确定无人机集群中的长机，并将其余无人机作为僚机。确定模块303具体用于，在本技术实施例中，根据初始权重序列中各初始权重的
顺序，将排在初始权重序列最前面的初始权重即最大的初始权重对应的无人机作为整个无人机集群的长机，其余无人机作为僚机。确定长机与僚机后，还可以对僚机进行进一步调整。包括：根据长机位置、无人机的数量与无人机集群的设定队形，确定各僚机的期望位置。根据僚机的初始信息确定与其对应的期望位置。控制僚机飞至对应的期望位置，并跟随长机。具体地，当各个僚机确定其对应的期望位置后，自主飞至对应期望位置或响应于长机的控制飞至对应的期望位置。当各个僚机均飞至对应期望位置后，无人机集群就组成了设定队形，可由长机带领执行集群任务。
57.更新模块304用于若无人机集群中任一无人机的方向矢量发生改变，则根据各无人机的初始权重更新过程权重生成过程权重序列。更新模块304具体用于，在本技术实施例中，无人机集群执行集群任务时，无人机的航向均是朝向或近似朝向任务位置的，其方向矢量不会轻易发生改变。若出现方向矢量改变则必然出现了特殊情况需要无人机改变原本的方向矢量。无人机的方向矢量发生改变包括：无人机避障和/或无人机故障等会使无人机的方向矢量发生改变的因素。其中，无人机故障包括无人机部件故障和/或无人机通信故障。在本技术的一种实施例中，当发生部件故障后，若该部件故障导致对应的无人机无法再继续执行飞行任务，在确定新的长机后还需要重新确实僚机数量与设定队形。需要注意的是，在本技术实施例中各无人机均设置有识别装置，能够识别无人机方向矢量的改变，同时能够识别外部环境导致无人机出现的假性方向矢量改变。假性方向矢量改变包括因刮风或气流等原因引起无人机震荡，导致无人机方向矢量多次频繁改变的情况。
58.根据各无人机的当前权重更新过程权重生成过程权重序列的更新公式如下：
59.。式中，为无人机i的过程权重，为无人机i的当前权重，rand为(0,1)之间的随机数，为无人机集群中当前权重的最大值，为无人机集群中当前权重的最小值。其中，当前权重为无人机集群中出现无人机方向矢量改变时各个无人机的权重。在本技术实施例中，在第二次确定长机时，当前权重为各无人机的初始权重，在第二次之后确定长机时，当前权重均为各无人机此时的过程权重。通过上述计算公式更新过程权重，对各无人机的过程权重进行排序，获得无人机的过程权重序列。
60.过程权重模块305用于根据过程权重序列重新确定无人机集群中的长机，并将其余无人机作为僚机。过程权重模块305具体用于，将过程权重序列中最大的过程权重对应的无人机作为新的长机，其余无人机作为僚机。确定长机与僚机后，根据长机的位置、无人机的数量与无人机集群的设定队形，确定各僚机的期望位置。根据僚机的初始信息确定与其对应的期望位置。控制僚机飞至对应的期望位置，并跟随长机。
61.本技术所述装置中的部分模块可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构、类等。也可以在分布式计算环境中实践本技术，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
62.上述申请实施例阐明的装置或模块，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由
具有某种功能的产品来实现。为了描述方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。在实施本技术实施例时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。当然，也可以将实现某功能的模块由多个子模块或子单元组合实现。
63.本技术中所述的方法、装置或模块可以以计算机可读程序代码方式实现控制器按任何适当的方式实现，例如，控制器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该（微）处理器执行的计算机可读程序代码（例如软件或固件）的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路（英文：application specific integrated circuit；简称：asic）、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式，控制器的例子包括但不限于以下微控制器：arc 625d、atmel at91sam、microchip pic18f26k20以及silicone labs c8051f320，存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内部包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
64.本技术实施例还提供了一种设备，所述设备包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；所述处理器执行所述可执行指令时，实现如本技术实施例所述的方法。
65.本技术实施例还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序或指令，当该计算机程序或指令被执行时，使如本技术实施例中所述的方法被实现。
66.此外，在本发明的各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。
67.上述存储介质包括但不限于随机存取存储器（英文：random access memory；简称：ram）、只读存储器（英文：read-only memory；简称：rom）、缓存（英文：cache）、硬盘（英文：hard disk drive；简称：hdd）或者存储卡（英文：memory card）。所述存储器可以用于存储计算机程序指令。
68.通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本技术可借助软件加必需的硬件的方式来实现。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，也可以通过数据迁移的实施过程中体现出来。该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，移动终端，服务器，或者网络设备等）执行本技术各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
69.本说明书中的各个实施方式采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。本技术的全部或者部分可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、移动通信终端、多处理器系统、基于微处理器的系统、可编程的电子设备、网络pc、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。
70.以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对本技术限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施
例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术技术方案的范围。

技术特征：
1.一种无人机编队控制方法，其特征在于，包括：获取任务位置与无人机集群的集群信息；其中，所述集群信息包括所述无人机集群中无人机的数量以及各无人机的初始信息；根据所述任务位置与所述集群信息确定各无人机的初始权重生成初始权重序列；根据所述初始权重序列确定所述无人机集群中的长机与僚机；若所述无人机集群中任一无人机的方向矢量发生改变，则根据各无人机的当前权重更新过程权重生成过程权重序列；根据所述过程权重序列重新确定所述无人机集群中的长机与僚机。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始信息包括无人机的初始位置、初始速度与初始姿态角。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无人机集群中任一无人机满足如下关系式：；式中，为无人机的位置坐标，rand表示(0,1)之间的随机数，、分别为所述无人机集群中x坐标的最大值与最小值，、分别为所述无人机集群中y坐标的最大值与最小的值，、分别为所述无人机集群中z坐标的最大值与最小值。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述任务位置与所述集群信息确定各无人机的初始权重生成初始权重序列，包括：根据所述任务位置与所述初始信息计算各无人机的所述初始权重，计算公式如下：；式中，表示无人机i的所述初始权重，、、与分别为各项因数的奖励系数，为无人机i距所述任务位置的距离，为无人机i的所述初始姿态角，为无人机i的所述初始速度，为无人机i与其他无人机的平均初始速度方向的夹角；对各无人机的所述初始权重进行排序，获得无人机的所述初始权重序列。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据各无人机的当前权重更新过程权重生成过程权重序列的更新公式如下：；式中，为无人机i的所述过程权重，为无人机i的所述当前权重，rand为(0,1)之间的随机数，为所述无人机集群中所述当前权重的最大值，为所述无人机集群中所述当前权重的最小值；对各无人机的所述过程权重进行排序，获得无人机的所述过程权重序列。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述无人机集群中的长机与僚机，还包括：根据长机的位置、无人机的数量与所述无人机集群的设定队形，确定各僚机的期望位置；根据僚机的所述初始信息确定与其对应的所述期望位置；控制僚机飞至对应的所述期望位置，并跟随长机。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无人机的方向矢量发生改变的原因包括：无人机避障和/或无人机故障。8.一种无人机编队控制装置，其特征在于，包括：获取模块，用于获取任务位置与无人机集群的集群信息；其中，所述集群信息包括所述无人机集群中无人机的数量以及各无人机的初始信息；初始权重模块，用于根据所述任务位置与所述集群信息确定各无人机的初始权重生成初始权重序列；确定模块，用于根据所述初始权重序列确定所述无人机集群中的长机与僚机；更新模块，用于若所述无人机集群中任一无人机的方向矢量发生改变，则根据各无人机的当前权重更新过程权重生成过程权重序列；过程权重模块，用于根据所述过程权重序列重新确定所述无人机集群中的长机与僚机。9.一种用于执行无人机编队控制方法的设备，其特征在于，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；所述处理器执行所述可执行指令时，实现如权利要求1至7中任意一项所述的方法。10.一种非易失性计算机可读存储介质，其特征在于，包括用于存储计算机程序或指令，当该计算机程序或指令被执行时，使如权利要求1至7中任一项所述的方法被实现。

技术总结
本申请公开了无人机编队控制方法及装置，该方法包括：获取任务位置与无人机集群的集群信息；其中，集群信息包括无人机集群中无人机的数量以及各无人机的初始信息；根据任务位置与集群信息确定各无人机的初始权重生成初始权重序列；根据初始权重序列确定无人机集群中的长机与僚机；若无人机集群中任一无人机的方向矢量发生改变，则根据各无人机的当前权重更新过程权重生成过程权重序列；根据过程权重序列重新确定无人机集群中的长机与僚机。实施该方法能够选出有利于完成任务的无人机作为长机，并且能够避免没有长机而导致无人机集群任务失败的情况出现，还能够消除无人机之间可能出现的叠加误差。出现的叠加误差。出现的叠加误差。


技术研发人员：叶成海 郝树奇 高文文 任航
受保护的技术使用者：陕西德鑫智能科技有限公司
技术研发日：2023.07.19
技术公布日：2023/8/24