一种多区域无人船联合围捕调度系统

本发明涉及无人船控制，涉及一种无人船调度系统，具体是一种多区域无人船联合围捕调度系统。

背景技术：

1、移动目标的围捕，是指多个追逐者对可移动目标进行包围，约束移动目标的活动范围，使得移动目标无法移动。由于移动目标的速度较快，活动较灵活，单个追逐者无法独立完成对目标的包围，需要多个追逐者之间相互协作，从不同角度同时进行包围才能高效地完成围捕任务。多无人船围捕任务在实际环境中有较大应用前景，在人工智能、模式识别、自动控制等领域均有广泛涉及，拓展后可在军事上实现对入侵者的检测、捕获、安全巡查等，进一步提高军队各种作战设备的智能化程度，在安全保障方面提供新的思路。

2、目前现有的无人船集群围捕方法，重点研究方向都在无人船集群同时出击，采用仿生动物围捕的方式，对围捕目标追逐包围，但在具体实际的水面巡逻任务中，通常都是单个无人船负责一片巡逻区域，当发现目标时，需要先将周围区域巡逻的无人船集合过来再对目标进行围捕，集结速度慢，效率低，经常导致围捕失败。

技术实现思路

1、为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种多区域无人船联合围捕调度系统，可直接在围捕目标的行驶路径上集结成无人船集群，提高了围捕的速度和成功率。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种多区域无人船联合围捕调度系统，包括安装在指挥调度中心的指挥调度终端和分别安装在多个无人船上的多个无人船控制终端，多个无人船控制终端均与指挥调度终端通信连接，多个无人船控制终端分别控制所属的无人船在各自的区域内独立巡逻，并实时采集无人船的位置坐标上传到指挥调度终端，以使当第一无人船所在的区域发现围捕目标时，通过第一无人船上的第一无人船控制终端实时采集围捕目标的位置坐标和行驶速度并上传到指挥调度终端，指挥调度终端根据围捕目标的实时位置坐标和行驶速度动态预测围捕目标的行驶路径，制定并实时调整支援策略，以调度周围区域的无人船同步接近围捕目标，与第一无人船组成无人船集群并根据预设的围捕策略协同对围捕目标进行围捕。

4、进一步地，无人船控制终端包括用于实时采集无人船位置坐标的gps定位模块，指挥调度终端包括用于实时接收多个无人船位置坐标的数据管理模块以及用于将无人船的位置坐标与预设地图数据互联以在地图上动态显示全部无人船位置坐标的智能显示模块。

5、进一步地，无人船控制终端还包括用于操控无人船行驶方向和行驶速度的驾驶控制模块，无人船具有巡逻、追踪、支援、围捕四个工作模式，当无人船处于巡逻模式时，驾驶控制模块操控无人船沿预设巡逻路径行驶。

6、进一步地，无人船控制终端还包括目标定位模块、速度检测模块和追踪控制模块；

7、目标定位模块，当第一无人船发现围捕目标时，采用超声波测距技术探测围捕目标与第一无人船之间的距离，并根据第一无人船的实时位置坐标定位围捕目标的实时位置坐标，上传到指挥调度终端。

8、速度检测模块，当第一无人船发现围捕目标时，根据目标定位模块采集到围捕目标的动态位置坐标，计算围捕目标的行驶速度，上传到指挥调度终端。

9、追踪控制模块，当第一无人船发现围捕目标时，控制第一无人船切换为追踪模式，通过驾驶控制模块控制第一无人船与围捕目标保持预设追踪距离行驶。

10、进一步地，指挥调度终端还包括分析计算模块、策略管理模块、支援调度模块；

11、分析计算模块，从数据管理模块获取第一无人船控制终端实时上传的围捕目标位置坐标和行驶速度，动态预测围捕目标的行驶路径；

12、策略管理模块，根据第一无人船周围区域内无人船的实时位置坐标以及同一时刻预测得到的围捕目标行驶路径，制定支援策略并实时对支援策略进行动态调整，以调度周围区域的无人船同步接近围捕目标；

13、支援调度模块，用于向第一无人船周围区域内的无人船发送控制信号，控制周围区域内的无人船切换为支援模式，通过驾驶控制模块操控无人船依照策略管理模块制定的支援策略接近围捕目标。

14、进一步地，策略管理模块制定支援策略并实时对支援策略进行动态调整具体包括以下步骤：

15、s1，根据第一时刻预测得到的围捕目标行驶路径以及同一时刻第一无人船周围区域内无人船的实时位置坐标，判断围捕目标行驶路径上无人船的分布情况，若围捕目标行驶方向上的无人船数量大于其它方向上的无人船数量，执行步骤s2，若围捕目标行驶方向上的无人船数量小于其它方向上的无人船数量，执行步骤s3；

16、s2，在围捕目标行驶路径上定位一个集合点，以使围捕目标行驶方向上的无人船能够在最短时间内与围捕目标同时在集合点相遇，规划周围区域内所有无人船到集合点的支援路径，作为当前支援策略；

17、s3，在围捕目标行驶路径上定位一个阻拦点，以使在围捕目标行驶方向上与围捕目标最近的无人船能够在最短时间内与围捕目标在阻拦点相遇，规划周围区域内所有无人船到阻拦点的支援路径，作为当前支援策略；

18、s4，当围捕目标在集合点/阻拦点遇到无人船时，会被迫改变行驶方向，当围捕目标的行驶速度方向发生改变时，重新预测围捕目标的行驶路径并再次执行步骤s1-s3，对支援策略进行动态调整。

19、进一步地，当第一无人船周围区域内处于支援模式的第二无人船与围捕目标之间的距离达到追踪距离时，追踪控制模块控制第二无人船切换为追踪模式。

20、进一步地，无人船控制终端还包括围捕控制模块，当处入追踪模式的无人船达到完成围捕需要的预设数量时，围捕控制模块控制所有处入追踪模式的无人船切换为围捕模式，通过驾驶控制模块操控无人船依照预设的围捕策略协同对围捕目标进行围捕。

21、本发明的有益效果：本发明提供的多区域无人船联合围捕调度系统，正常状态下，多个无人船分别在各自的区域内独立巡逻，当任一无人船所在的区域发现围捕目标时，通过该无人船上的无人船控制终端实时采集围捕目标的位置坐标和行驶速度，通过指挥调度终端动态预测围捕目标的行驶路径，从而动态制定支援策略，调度周围区域的其它无人船向围捕目标的行驶路径方向集结，从而可直接在围捕目标的行驶路径上集结成无人船集群，立即对围捕目标展开围捕行动，显著的提高了无人船集结的效率，提高了围捕的速度和成功率。

技术特征：

1.一种多区域无人船联合围捕调度系统，其特征在于，包括安装在指挥调度中心的指挥调度终端和分别安装在多个无人船上的多个无人船控制终端，多个无人船控制终端均与指挥调度终端通信连接，多个无人船控制终端分别控制所属的无人船在各自的区域内独立巡逻，并实时采集无人船的位置坐标上传到指挥调度终端，以使当第一无人船所在的区域发现围捕目标时，通过第一无人船上的第一无人船控制终端实时采集围捕目标的位置坐标和行驶速度并上传到指挥调度终端，指挥调度终端根据围捕目标的实时位置坐标和行驶速度动态预测围捕目标的行驶路径，制定并实时调整支援策略，以调度周围区域的无人船同步接近围捕目标，与第一无人船组成无人船集群并根据预设的围捕策略协同对围捕目标进行围捕。

2.根据权利要求1所述的联合围捕调度系统，其特征在于，无人船控制终端包括用于实时采集无人船位置坐标的gps定位模块，指挥调度终端包括用于实时接收多个无人船位置坐标的数据管理模块以及用于将无人船的位置坐标与预设地图数据互联以在地图上动态显示全部无人船位置坐标的智能显示模块。

3.根据权利要求2所述的联合围捕调度系统，其特征在于，无人船控制终端还包括用于操控无人船行驶方向和行驶速度的驾驶控制模块，无人船具有巡逻、追踪、支援、围捕四个工作模式，当无人船处于巡逻模式时，驾驶控制模块操控无人船沿预设巡逻路径行驶。

4.根据权利要求3所述的联合围捕调度系统，其特征在于，无人船控制终端还包括目标定位模块、速度检测模块和追踪控制模块；

5.根据权利要求4所述的联合围捕调度系统，其特征在于，指挥调度终端还包括分析计算模块、策略管理模块、支援调度模块；

6.根据权利要求5所述的联合围捕调度系统，其特征在于，策略管理模块制定支援策略并实时对支援策略进行动态调整具体包括以下步骤：

7.根据权利要求5所述的联合围捕调度系统，其特征在于，当第一无人船周围区域内处于支援模式的第二无人船与围捕目标之间的距离达到追踪距离时，追踪控制模块控制第二无人船切换为追踪模式。

8.根据权利要求7所述的联合围捕调度系统，其特征在于，无人船控制终端还包括围捕控制模块，当处入追踪模式的无人船达到完成围捕需要的预设数量时，围捕控制模块控制所有处入追踪模式的无人船切换为围捕模式，通过驾驶控制模块操控无人船依照预设的围捕策略协同对围捕目标进行围捕。

技术总结本发明公开了一种多区域无人船联合围捕调度系统，正常状态下，多个无人船分别在各自的区域内独立巡逻，当任一无人船所在的区域发现围捕目标时，通过该无人船上的无人船控制终端实时采集围捕目标的位置坐标和行驶速度，通过指挥调度终端动态预测围捕目标的行驶路径，从而动态制定支援策略，调度周围区域的其它无人船向围捕目标的行驶路径方向集结，从而可直接在围捕目标的行驶路径上集结成无人船集群，立即对围捕目标展开围捕行动，显著的提高了无人船集结的效率，提高了围捕的速度和成功率。技术研发人员：王磊,王雪冰,邵莉莉受保护的技术使用者：合肥大学技术研发日：技术公布日：2024/7/18