1.一种无人机分布式集群运动控制方法,其特征在于,所述方法包括:基于基因调控网络生成当前环境中关于任务目标和威胁区的局部环境信息浓度;根据所述局部环境信息浓度确定无人机维持群体形态的群体速度作用矢量、无人机躲避威胁区域的躲避速度作用矢量、无人机追踪所述任务目标的追踪速度作用矢量以及友邻无人机观测协同速度作用矢量;根据所述群体速度作用矢量、无人机躲避威胁区域的躲避速度作用矢量、无人机追踪所述任务目标的追踪速度作用矢量以及友邻无人机观测协同速度作用矢量的矢量和,以及无人机的运动约束,设计无人机的控制器;以设计好的控制器进行无人机分布式集群运动控制;根据所述群体速度作用矢量、无人机躲避威胁区域的躲避速度作用矢量、无人机追踪所述任务目标的追踪速度作用矢量以及友邻无人机观测协同速度作用矢量的矢量和,以及无人机的运动约束,设计无人机的控制器,包括:根据所述群体速度作用矢量 、无人机躲避威胁区域的躲避速度作用矢量 、无人机追踪所述任务目标的追踪速度作用矢量 以及友邻无人机观测协同速度作用矢量 的矢量和,以及无人机的运动约束,设计无人机的控制器为: ; ;其中, 为无人机的惯性运动系数, 为无人机当前条件下飞行最大速度, 为控制器计算的无人机上一时刻的速度。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,设置无人机维持群体形态的群体速度作用矢量的步骤包括:设置无人机维持群体形态的群体速度作用矢量为:其中, 表示群体速度作用矢量, 表示可调参数, 表示无人机以所在位置为中心预设范围的栅格中无人机位置的浓度值, 表示栅格中浓度最小值, 表示无人机所在栅格指向浓度最小值的栅格的方向矢量。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,设置无人机躲避威胁区域的躲避速度作用矢量的包括:获取无人机躲避威胁区域的速度衰减曲线为: ;其中, 是无人机与预期停止点之间的距离, 是加速度参数, 是线性增益;根据所述速度衰减曲线,得到无人机躲避威胁区域的躲避速度作用矢量为: ; ;其中, 为无人机到其最近障碍物的距离, 为无人机到其期望避障停止点的距离, 和 为线性增益和加速度参数, 表示虚拟智能体的速度矢量, 表示追踪速度作用矢量的分量。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,设置无人机追踪所述任务目标的追踪速度作用矢量的步骤包括:设置无人机追踪对应所述任务目标的速度作用矢量为: ; 表示从无人机指向对应任务目标的方向矢量;设置无人机躲避其他任务目标碰撞的速度作用矢量为: ;其中, 表示从无人机指向栅格内其他无人机的方向向量;根据所述无人机追踪对应所述任务目标的速度作用矢量和所述无人机躲避其他任务目标碰撞的速度作用矢量,计算得到无人机追踪所述任务目标的追踪速度作用矢量为: 。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,设置友邻无人机观测协同速度作用矢量的步骤,包括:根据栅格内友邻无人机的位置,设置基于位置威胁的友邻无人机的排斥速度作用;根据栅格内友邻无人机的速度,设置基于速度威胁的友邻无人机的排斥速度作用;根据栅格内友邻无人机的速度矢量平均值,设置友邻无人机的速度对齐作用;根据基于位置威胁的友邻无人机的排斥速度作用、基于速度威胁的友邻无人机的排斥速度作用以及友邻无人机的速度对齐作用,得到友邻无人机观测协同速度作用矢量。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,根据栅格内友邻无人机的位置,设置基于位置威胁的友邻无人机的排斥速度作用,包括:根据栅格内友邻无人机的位置,设置基于位置威胁的友邻无人机的排斥速度作用为: ; ;其中, 表示排斥速度作用, 表示无人机 与 范围内其他无人机 之间的距离, 为无人机考虑其他友邻无人机的位置产生的速度影响系数, 表示无人机 朝向其邻居无人机 的方向矢量。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,根据基于位置威胁的友邻无人机的排斥速度作用、基于速度威胁的友邻无人机的排斥速度作用以及友邻无人机的速度对齐作用,得到友邻无人机观测协同速度作用矢量,包括:根据基于速度威胁的友邻无人机的排斥速度作用以及友邻无人机的速度对齐作用,得到无人机基于行为考虑 范围内其他无人机的速度后产生的综合速度作用 为: ; ;其中, 为友邻无人机的速度对齐作用系数, 为无人机考虑其他友邻无人机的速度产生的速度影响系数, 为无人机 的速度, 表示无人机 与 范围内其他无人机 之间的距离, 表示无人机 范围内无人机的数量;根据基于位置威胁的友邻无人机的排斥速度作用和基于上述行为考虑 范围内其他无人机的速度后产生的综合速度作用,得到友邻无人机观测协同速度作用矢量为: ;其中, 表示友邻无人机观测协同速度作用矢量。