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龙图腾网恭喜南京航空航天大学申请的专利一种基于粒子群和人工势场结合的无人机集群多目标协同搜索算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：CN115686075B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-20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：202211417058.7，技术领域涉及：G05D1/43；该发明授权一种基于粒子群和人工势场结合的无人机集群多目标协同搜索算法是由栗志;雷磊;张昕婷;张莉涓;宋晓勤;曹盼设计研发完成，并于2022-11-11向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于粒子群和人工势场结合的无人机集群多目标协同搜索算法在说明书摘要公布了：多目标搜索是无人机集群协同侦察的一项重要任务。在复杂侦察环境下执行多目标协同搜索任务，不仅需要集群高效的协同机制，也需要无人机具有规避威胁的能力。本发明针对复杂侦察环境下无人机集群协同多目标搜索任务，提出了一种人工势场与自适应粒子群算法相结合的协同搜索算法APF‑APSO。首先，将粒子群优化算法与人工势场算法相结合，增加一种由无人机搜索路径产生的斥力场，并将势场函数作为粒子群的适应度函数，提高了无人机集群的避障和搜索能力；其次，提出了个人认知和社会认知因素的自适应调整方法，并引入惯性权重的自适应调整策略，避免搜索陷入局部最优。通过仿真对比，所提出的APF‑APSO算法具有更高的搜索效率，可以应用于多目标搜索场景。

本发明授权一种基于粒子群和人工势场结合的无人机集群多目标协同搜索算法在权利要求书中公布了：1.一种基于粒子群和人工势场结合的无人机集群多目标协同搜索算法，其特征在于面向复杂侦察环境下的无人机集群多目标协同搜索任务，将粒子群优化算法与人工势场算法相结合，设计并引入一种粒子群优化算法自适应参数调整方法，提高了无人机集群的避障能力和搜索效率，包括步骤如下：1面向复杂侦察环境下的无人机集群多目标协同搜索任务，依据粒子群理论对无人机进行建模，将无人机建模为粒子群中的粒子，并对复杂侦察环境进行建模；2基于人工势场理论，计算每架无人机在搜索过程中所受的斥力场；3根据动态自适应参数调整策略，在搜索迭代过程中更新粒子群优化算法参数；4将势场函数作为粒子群优化算法的适应度函数，更新无人机的值和无人机集群的值；5根据所提出的基于粒子群和人工势场结合的速度与位置更新策略，更新每架无人机的速度和位置；进一步，所述步骤2包括如下具体步骤：2a根据人工势场理论，计算无人机与障碍物之间的斥力场，第i架无人机与第k个障碍物之间的斥力场为： 其中，ri，k是第i架无人机和第k个障碍物的距离，rkmax是第k个障碍物斥力场的作用半径，r0是最小安全距离，ξob无人机与障碍物之间斥力场调节系数，xk，i为方向矢量；2b计算无人机与其他无人机之间的斥力场，第j架无人机对第i架无人机的斥力场定义为： 其中，ri，j是第j架无人机到第i架无人机的距离，ruavmax是无人机斥力场的有效半径，ξuav是无人机与其他无人机之间斥力场调节系数，xji为方向矢量；2c计算无人机群搜索路径产生的斥力场，第i架无人机在t时刻的蜂群搜索路径产生的斥力场定义如下： 其中，t’为当前时间，Xpathj，t为第j架无人机在时间t所走路径产生的斥力场的中心位置，ri，Xpathj，t是第i架无人机与第j个无人机在t时间内产生的路径斥力场中心之间的距离，rpath2为斥力场作用半径，rpath1为不确定范围，ξpath为该斥力场调节系数，为无人机i的速度矢量，为方向矢量；2d根据人工势场理论，计算每架无人机在t时刻所总斥力场： 进一步，所述步骤3包括如下具体步骤：3a为了平衡算法早期的局部搜索能力和后期的全局搜索能力，提出了一种基于个体认知因子c1和社会认知因子c2的自适应调整方法，公式表示为： 其中，c1和c2分别为个体认知因子和社会认知因子，c1min和c2min分别为c1和c2的最小值，c1max和c2max分别为c1和c2的最大值，t为当前迭代时间，T为总迭代时间，n为已搜索到的目标数，N为目标总数；3b为了避免算法陷入局部最优，引入一种惯性权重自适应方法，公式表示为： 其中ωini为初始惯性权重，α，β为[0，1]之间的常数，通常βα，ωini＝1，为无人机i在t时刻的进化速度，st为t时刻无人机集群的聚集度；进一步，所述步骤4包括如下具体步骤：4a计算适应度，将势场函数作为粒子群值和值更新的适应度函数，其定义如下： 其中，αf和βf分别为引力场函数和斥力场函数的调节系数，是第i架无人机在t时刻的位置，是第n个目标对第i架无人机的引力场函数，是第k个障碍物对第i架无人机的斥力场函数；进一步，所述步骤5包括如下具体步骤：5a更新无人机速度和位置，基于粒子群和人工势场结合的无人机集群多目标协同搜索算法，速度和位置更新策略定义如下： 其中，t为当前迭代时间，为无人机i在t时刻的速度，为无人机i在t时刻的位置，r1和r2为[0，1]之间的随机数，由人工势场理论中的斥力场决定，η为速度控制因子，由无人机的最大速度决定；5b在协同搜索过程中，若无人机与某一目标距离小于一定值时，便认定该架无人机搜索到敌方目标，无人机便对该目标进行打击，并退出此次搜索工作。

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