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龙图腾网恭喜武汉大学申请的专利一种激光雷达相对定位的无人机滑模编队控制系统及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN117492463B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-11发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202311307963.1，技术领域涉及：G05D1/46；该发明授权一种激光雷达相对定位的无人机滑模编队控制系统及方法是由路晓庆;黎乾雄;魏跃虎设计研发完成，并于2023-10-10向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种激光雷达相对定位的无人机滑模编队控制系统及方法在说明书摘要公布了：本发明提出了一种激光雷达相对定位的无人机滑模编队控制系统及方法。本发明构建跟随无人机通信拓扑有向图；使用hector_mapping算法进行水平方向建图定位，得到每架跟随无人机在对应二维地图坐标系中的二维坐标，并转换为惯性坐标系中的坐标；构建内部参数不确定性和外部扰动的每架跟随无人机的运动模型；建立含扰动项的编队误差模型；结合编队误差数学模型中的不确定扰动项和编队误差的关系，设置干扰观测器更新策略；通过李雅普诺夫稳定性分析，设计分布式协同滑模编队控制器，计算每架跟随无人机在三维轴的速度以及偏航角速度的控制输入，调整跟随无人机的飞行速度，实现不确定干扰下多无人机的稳定编队。本发明具有优异的抗干扰能力和编队保持能力。

本发明授权一种激光雷达相对定位的无人机滑模编队控制系统及方法在权利要求书中公布了：1.一种激光雷达相对定位的无人机滑模编队控制方法，应用于无人机滑模编队控制系统，其特征在于：所述无人机滑模编队控制系统包括：领航无人机、多架跟随无人机；领航无人机与多架跟随无人机中一架跟随无人机进行通信；所述无人机滑模编队控制方法，包括以下步骤：步骤1：构建跟随无人机通信拓扑有向图；步骤2：每架跟随无人机结合激光雷达、每架跟随无人机的初始位置使用hector_mapping算法进行水平方向建图定位，得到每架跟随无人的二维地图坐标系、每架跟随无人在对应二维地图坐标系中的二维坐标，将每架跟随无人机对应二维地图坐标系中的二维坐标转换为每架跟随无人机在惯性坐标系中的坐标；步骤3：构建机体坐标系，结合每架跟随无人机在机体坐标系和惯性坐标系中的运动关系，构建内部参数不确定性和外部扰动的每架跟随无人机的运动模型；步骤4：根据每架跟随无人机的运动模型，建立任意两个通信邻居跟随无人机在机体坐标系中X、Y、Z轴上的相对距离和角度的关系模型，结合期望编队距离之差构造含扰动项的编队误差模型；步骤5：利用构造含扰动项的编队误差模型分别构造任意两架通信邻居跟随无人机的滑模函数，通信邻居跟随无人机与领航无人机的滑模函数，结合编队误差数学模型中的不确定扰动项和编队误差的关系，设置含编队误差和滑模项的干扰观测器更新策略；步骤6：根据步骤5中构造的滑模函数和干扰观测器，通过李雅普诺夫稳定性分析，设计分布式协同滑模编队控制器，通过分布式协同控制器计算得到每架跟随无人机在X、Y、Z轴的速度以及偏航角速度的控制输入，调整跟随无人机的飞行速度，实现不确定干扰下多无人机的稳定编队；步骤5所述任意两架通信邻居跟随无人机的滑模函数，具体定义如下： 其中，Sij是第i架通信邻居跟随无人机与第j架通信邻居跟随无人机的滑模函数，Eij为第i架通信邻居跟随无人机与第j架通信邻居跟随无人机在机体坐标系方向X、Y、Z轴的编队误差和偏航角误差的集合，sgn为符号函数，积分项表示对[0,t]时间区间内的值求积分，增益α1∈0,1，控制增益k1,k2＞0，指数γ1∈0,1；由第i架无人机与虚拟领航无人机的滑模函数Si0，具体定义如下： 其中，Si0是第i架跟随无人机与领航无人机的滑模函数，增益α2∈0,1，bi0为无人机i与虚拟领航者的通信权重，控制增益k1,k2＞0，指数项γ1∈0,1，sgn为符号函数，Ei0为第i架无人机与领航无人机的编队误差，积分项表示对[0,t]时间区间内的值求积分；步骤5所述的不确定扰动会间接体现在编队误差和滑模函数的取值上，因此利用编队误差和滑模函数设置第i架无人机与第j架无人机的两个干扰观测器的更新策略为 其中，为第i架无人机与第j架无人机的干扰观测器一，为第i架无人机与第j架无人机的干扰观测器二，表示观测器的变化速率，使用滑模函数的绝对值|Sij|进行观测，系数h1,ij＞0，表示观测器的变化速率，使用编队误差的绝对值|Eij|和滑模函数的绝对值|Sij|的乘积来观测，系数h2,ij＞0；以及第i架无人机与领航无人机的两个干扰观测器更新策略为 其中，为第i架无人机与领航无人机的干扰观测器一，为第i架无人机与领航无人机的干扰观测器二，为的变化速率，使用滑模函数的绝对值|Si0|进行观测，系数h1,i0＞0，为的变化速率，使用编队误差的绝对值|Ei0|和滑模函数的绝对值|Si0|的乘积来观测，系数h2,i0＞0；步骤6所述的分布式协同滑模编队控制器，定义如下： 其中，ωi分别为第i架无人机机体坐标系方向X、Y、Z轴的速度和角速度，为速度控制输入的集合，Hij是系数矩阵，Fij是第i架无人机与第j架无人机的编队误差项矩阵，是矩阵Hij的逆矩阵，Hi0是系数矩阵，Fi0是第i架无人机与领航无人机的编队误差项矩阵，是矩阵Hi0的逆矩阵，控制增益b1＞0，控制增益b2＞0，指数γ2∈0,1；每架跟随无人机通过该分布式滑模编队控制器调整自身的飞行速度，可实现不确定干扰下多无人机的稳定编队。

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