本發(fā)明涉及無人機(jī)集群，尤其涉及一種運(yùn)行在多臺(tái)無人機(jī)上的動(dòng)態(tài)共識(shí)執(zhí)行方法。

背景技術(shù)：

1、隨著無人機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，多無人機(jī)協(xié)同工作的需求日益增長(zhǎng)。然而，在多無人機(jī)協(xié)同工作中，如何保障集群的整體一致性和容錯(cuò)性，實(shí)現(xiàn)高效的決策發(fā)起和執(zhí)行，以及確保通信的安全性等問題，成為了亟待解決的技術(shù)問題。

2、現(xiàn)有技術(shù)存在如下技術(shù)問題：

3、1.目前的共識(shí)算法通常服務(wù)于區(qū)塊鏈、分布式備份容災(zāi)等領(lǐng)域，而很少有應(yīng)用在無人機(jī)集群上的。

4、2.已有的半中心化共識(shí)算法在共識(shí)流程中往往是中心節(jié)點(diǎn)單方面輸出提議，而沒考慮到讓全體節(jié)點(diǎn)都能提出提議

5、3.目前在無人機(jī)集群追蹤方面，大部分需要手動(dòng)選定目標(biāo)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明作出了改進(jìn)，提供了一種運(yùn)行在多臺(tái)無人機(jī)上的動(dòng)態(tài)共識(shí)執(zhí)行方法，其由paxos的raft實(shí)現(xiàn)作為共識(shí)算法，來保障集群的整體一致性和容錯(cuò)性；本發(fā)明在發(fā)起決策的過程中通過真值發(fā)現(xiàn)能力可以綜合各個(gè)無人機(jī)的決策意見，解決了傳統(tǒng)共識(shí)算法提議來源單一的問題。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

2、本發(fā)明公開了一個(gè)運(yùn)行在多臺(tái)無人機(jī)上的決策方法，包括

3、通過其中一臺(tái)無人機(jī)發(fā)起成為主節(jié)點(diǎn)的請(qǐng)求；

4、將請(qǐng)求發(fā)生至其他無人機(jī)，其他無人機(jī)通過選舉算法生成贊成票；

5、將贊成票發(fā)送至該無人機(jī)，當(dāng)該無人機(jī)收到的贊成票數(shù)量過半之后，確定該無人機(jī)為leader節(jié)點(diǎn)；

6、通過所有無人機(jī)實(shí)時(shí)生成提議并實(shí)時(shí)發(fā)送給leader節(jié)點(diǎn)；

7、通過leader節(jié)點(diǎn)讀取預(yù)先記錄或者實(shí)時(shí)生成的提議進(jìn)行加密獲得加密后的提議并傳輸下發(fā)至其他無人機(jī)，提議內(nèi)容是將要執(zhí)行的命令的參數(shù)；

8、通過其他無人機(jī)經(jīng)過共識(shí)流程對(duì)加密后的提議提出贊成票并發(fā)送至leader節(jié)點(diǎn)；

9、通過leader節(jié)點(diǎn)收到的贊成票，當(dāng)數(shù)量過半之后，leader節(jié)點(diǎn)根據(jù)加密后的提議的內(nèi)容生成決議下發(fā)給其他無人機(jī)；

10、通過其他無人機(jī)解析決議內(nèi)容，執(zhí)行具體任務(wù)。

11、作為進(jìn)一步地改進(jìn)，本發(fā)明所述的將請(qǐng)求發(fā)生至其他無人機(jī)，其他無人機(jī)通過選舉算法生成贊成票具體為：

12、無人機(jī)發(fā)起想要成為主節(jié)點(diǎn)的請(qǐng)求，并附上自己的proposal_id＝promised_id+1，所有的無人機(jī)均會(huì)維護(hù)兩個(gè)值，proposal_id和promised_id；

13、其他無人機(jī)收到請(qǐng)求之后，會(huì)判斷proposal_id是否大于自己的promised_id，若大于就返回贊成票，并把自己的promised_id更新成對(duì)應(yīng)的proposal_id；

14、發(fā)起請(qǐng)求的無人機(jī)收到過半的贊成票，則成為leader節(jié)點(diǎn)。

15、作為進(jìn)一步地改進(jìn)，本發(fā)明所述的通過其他無人機(jī)經(jīng)過共識(shí)流程對(duì)加密后的提議提出贊成票并發(fā)送至leader節(jié)點(diǎn)具體為：

16、leader節(jié)點(diǎn)不斷從自己的共識(shí)隊(duì)列里面取出待共識(shí)的提議，并將其廣播給其他無人機(jī)；

17、其他無人機(jī)根據(jù)自己預(yù)定的程序判斷是否要為這個(gè)消息返回贊成票；

18、當(dāng)leader收到的贊成票數(shù)量過半，則會(huì)根據(jù)提議內(nèi)容生成決議消息，并對(duì)所有從屬節(jié)點(diǎn)廣播。

19、作為進(jìn)一步地改進(jìn)，本發(fā)明所述的實(shí)時(shí)生成提議并實(shí)時(shí)發(fā)送給leader節(jié)點(diǎn)具體為：

20、所有參加共識(shí)的無人機(jī)節(jié)點(diǎn)，均可以生成提議，然后把提議包裝成一個(gè)真值發(fā)現(xiàn)消息發(fā)送給leader節(jié)點(diǎn)；

21、leader節(jié)點(diǎn)會(huì)在第一次收到真值發(fā)現(xiàn)消息之后持續(xù)收集最多30s，若收集超過1/3總數(shù)的某個(gè)提議，就會(huì)把該真值發(fā)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的提議放到自己的共識(shí)隊(duì)列里。

22、本發(fā)明的有益效果如下：

23、1.利用基于raft的leader選舉流程，保證了無人機(jī)集群始終擁有一個(gè)leader節(jié)點(diǎn)，進(jìn)而保證了無人機(jī)集群的容錯(cuò)性；

24、2.利用基于paxos算法的共識(shí)流程，保障了無人機(jī)集群的一致性，避免因數(shù)據(jù)不一致或節(jié)點(diǎn)故障導(dǎo)致的任務(wù)失誤；并且實(shí)現(xiàn)共識(shí)流程的通信量和集群節(jié)點(diǎn)數(shù)量成正比，取得了性能和穩(wěn)定性的平衡；

25、3.基于aes的加密傳輸避免了無人機(jī)之間的通訊內(nèi)容被竊取，保證了無人機(jī)之間通訊的安全性；

26、4.真值發(fā)現(xiàn)功能使各個(gè)無人機(jī)能夠主動(dòng)提出決策意見，綜合多方意見后做出更合理、全面的決策，提升了任務(wù)執(zhí)行的科學(xué)性和有效性；

27、5.ai追蹤功能基于yolo和siamrpn兩個(gè)ai模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)目標(biāo)的精準(zhǔn)和實(shí)時(shí)追蹤，使無人機(jī)集群可以執(zhí)行更復(fù)雜的任務(wù)。

技術(shù)特征：

1.一個(gè)運(yùn)行在多臺(tái)無人機(jī)上的決策方法，其特征在于，包括

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)行在多臺(tái)無人機(jī)上的決策方法，其特征在于，所述的將請(qǐng)求發(fā)生至其他無人機(jī)，其他無人機(jī)通過選舉算法生成贊成票具體為：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)行在多臺(tái)無人機(jī)上的決策方法，其特征在于，所述的通過其他無人機(jī)經(jīng)過共識(shí)流程對(duì)加密后的提議提出贊成票并發(fā)送至leader節(jié)點(diǎn)具體為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)行在多臺(tái)無人機(jī)上的決策方法，其特征在于，所述的實(shí)時(shí)生成提議并實(shí)時(shí)發(fā)送給leader節(jié)點(diǎn)具體為：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種運(yùn)行在多臺(tái)無人機(jī)上的動(dòng)態(tài)共識(shí)執(zhí)行方法，本發(fā)明利用基于Raft的leader選舉流程，保證了無人機(jī)集群始終擁有一個(gè)leader節(jié)點(diǎn)，保證了無人機(jī)集群的容錯(cuò)性，利用基于Paxos算法的共識(shí)流程，保障了無人機(jī)集群的一致性；并且實(shí)現(xiàn)共識(shí)流程的通信量和集群節(jié)點(diǎn)數(shù)量成正比，取得了性能和穩(wěn)定性的平衡，基于AES的加密傳輸避免了無人機(jī)之間的通訊內(nèi)容被竊取，保證了無人機(jī)之間通訊的安全性，真值發(fā)現(xiàn)功能使各個(gè)無人機(jī)能夠主動(dòng)提出決策意見，綜合多方意見后做出更合理、全面的決策，提升了任務(wù)執(zhí)行的科學(xué)性和有效性，AI追蹤功能基于Yolo和SiamRPN兩個(gè)AI模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)目標(biāo)的精準(zhǔn)和實(shí)時(shí)追蹤，使無人機(jī)集群可以執(zhí)行更復(fù)雜的任務(wù)。

技術(shù)研發(fā)人員：劉健,侯正偉,蘆浩,屠天宇,任奎
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10