1.无线紫外光协作无人机编队保持拓扑中最优路径选择方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:利用紫外光非直视单次散射模型,建立机间通信路径;
S2:利用通信链路的路径损耗及节点的剩余能量设置路径权值;
S201:计算两个无人机节点通信链路的路径损耗;
以椭球坐标系为基础,将紫外光发射装置与接收装置分别安放在椭球坐标系的两个焦点上,紫外光非直视通信的路径损耗为:α
L=ξr (1)其中,r为通信距离,ξ为路径损耗因子,α为路径损耗指数;
S202:计算无人机节点的剩余能量;
编队集结完毕之后各无人机节点的剩余能量为:
其中,e0为无人机节点的初始能量,P为移动能耗,mp是有效载荷质量,单位为kg,mv是无人机的质量,单位为kg,r是升阻比,η是电机和螺旋桨的能量传递效率,p为电子器件的功耗,单位为kW,v=dii/t为无人机集结过程中的平均速度,单位为km/h,dii为无人机集结过程中由初始位置到编队内固定位置运动的距离,t为集结时间;
S203:设置路径权值;
根据计算的路径损耗及各节点的剩余能量设置路径权值:
其中,α1与α2为权值系数,α1+α2=1,L为通信链路的路径损耗, 为通信链路路径损耗均值, 为节点剩余能量均值,erest为节点剩余能量;
S3:通过Floyd算法利用路径权值得到编队内任意无人机节点之间的最优通信路径。
2.根据权利要求1所述的无线紫外光协作无人机编队保持拓扑中最优路径选择方法,其特征在于,所述步骤S3具体如下:S301:初始化无人机UAVi和UAVj之间的路径权值,当两个无人机之间可以直接通信时,利用步骤S2计算无人机UAVi和UAVj之间的路径权值;当两个无人机之间通信需要经过其他无人机节点进行消息转发时,路径权值为无穷;
S302:在无人机UAVi和UAVj间加入顶点UAV1,比较UAVi,UAV1与UAVj和UAVi与UAVj的路径权值,取其中权值小的路径作为UAVi到UAVj的且顶点号不大于1的最优路径;
S303:在无人机UAVi到UAVj间加入顶点UAV2,得UAVi,...,UAV2和UAV2,...,UAVj,其中,UAVi,...,UAV2是UAVi到UAV2的且中间顶点号不大于1的最优路径;UAV2,...,UAVj是UAV2到UAVj的且中间顶点号不大于1的最优路径;将UAVi,...,UAV2,...,UAVj与步骤S302中求得最优路径进行比较,取其中较短的路径作为UAVi到UAVj的且中间顶点号不大于2的最优路径;
S304:以此类推,经过n次比较和修正,在第n‑1步将求得UAVi到UAVj的且中间顶点号不大于n‑1的最优路径,即为无人机编队内任意两节点UAVi到UAVj的最优通信路径。