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龙图腾网获悉西安电子科技大学申请的专利通信延迟约束下的多无人机集群导航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：CN114510081B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-08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：202210218345.9，技术领域涉及：G05D1/695；该发明授权通信延迟约束下的多无人机集群导航方法是由王光敏;张得海;陈宇设计研发完成，并于2022-03-04向国家知识产权局提交的专利申请。

本通信延迟约束下的多无人机集群导航方法在说明书摘要公布了：本发明提出了一种通信延迟约束下的多无人机集群导航方法，解决了无人机群中无人机间的通信存在延迟条件下，集群系统难以实现稳定集群的技术问题。本发明将集群导航过程划分为准备阶段和飞行阶段，准备阶段包括对集群中无人机运动建模、对无人机飞行状态数据处理得到训练样本、构建LSTM模型并用训练样本训练LSTM模型，飞行阶段包括无人机起飞初始化、发送交互飞行信息、接收交互飞行信息，最终实现通信延迟约束下的多无人机集群导航。本发明具有通信和计算开销小和可实现通信延迟约束下多无人机稳定集群飞行的优点，应用于无人机集群导航，能够避免无人机集群飞行过程中因时间延迟导致的集群飞行抖动，降低无人机集群飞行过程中发生碰撞的概率。

本发明授权通信延迟约束下的多无人机集群导航方法在权利要求书中公布了：1.一种通信延迟约束下的多无人机集群导航方法，其特征在于，将集群导航过程划分为准备阶段和飞行阶段，包括有如下步骤： 准备阶段： S1、对集群中无人机运动建模：集群中邻居无人机指当前无人机一定通信范围内的其他无人机，控制函数是飞行状态到飞行速度的映射关系式，每架无人机通过控制函数计算输出下一时刻飞行速度时仅获取周围位于自身通信阈值rc范围内邻居无人机的飞行位置和飞行速度作为输入，设定控制函数生成的速度受到自主导航力、邻居无人机产生的排斥作用力、邻居无人机产生的吸引作用力、邻居无人机产生的对齐作用力、障碍物产生的排斥作用力的影响；每一个作用力对应一个控制函数分量，邻居无人机产生的排斥、吸引、对齐作用力以及障碍物产生的排斥作用力根据邻居和障碍物的不同划分为各自的控制函数子分量；控制函数子分量累加得到控制函数分量，控制函数是所有控制函数分量之和；无人机运动模型的输出就是控制函数的输出，无人机一个飞行时刻对应一个时间步长，设步长为Δt，当前无人机通过控制函数计算自身下一时刻飞行速度，集群中每架无人机在不同时刻的飞行状态下会通过控制函数计算并输出自身飞行状态对应的飞行速度； S2、对无人机飞行状态数据处理得到训练样本：在每个无人机控制芯片内部存储空间中划分一块Data空间，用以存储无人机飞行状态数据；每一个无人机发送自身飞行位置和飞行速度信息给邻居无人机并接收邻居无人机的飞行位置和飞行速度信息；收集真实集群环境或仿真环境中集群飞行的无人机飞行状态数据，放入Data空间；读取所有无人机飞行状态数据并将其划分为输入特征集和输出特征集，输入特征集中每条以数据记录形式保存的数据为无人机在当前时刻及之前多个时刻飞行状态数据；输出特征集中每条以数据记录形式保存的数据为无人机在当前时刻之后多个时刻的飞行位置和飞行速度数据；输入特征集中一条数据对应输出特征集中一条数据，将输入特征集中每条以数据记录形式保存的数据和输出特征集中每条以数据记录形式保存的数据一一对应，形成一对训练样本，将输入特征集和输出特征集中所有数据记录汇总得到无人机飞行状态的训练样本集； S3、构建LSTM模型，用训练样本训练LSTM模型：长短期记忆网络LSTM模型输入数据为无人机当前时刻及之前多个时刻的飞行状态数据，输出预测数据为无人机未来多个时刻的飞行位置和飞行速度；构建的LSTM模型至少包含两个隐藏层和一个attention层，采用Adam优化器；将输入数据输入到LSTM模型的第一个隐藏层，数据经过层层处理输出到attention层，经过attention层运算处理后输出预测数据；训练前初始化LSTM模型的权重，导入无人机飞行状态的训练样本集训练样本训练LSTM模型参数，得到训练好的LSTM模型； 飞行阶段 S4、无人机起飞初始化：将训练的LSTM模型应用于所有无人机，初始化无人机内部芯片中的存储空间，包括Data空间，此时刻时间戳t＝0，为每个无人机初始化飞行位置和飞行速度，无人机飞行时间步长设为Δt； S5、发送交互飞行信息：无人机通过无线通信设备发送交互飞行信息，初始飞行阶段无人机以当前时刻真实飞行位置和飞行速度作为交互飞行信息发送给邻居无人机，预测飞行阶段无人机将当前时刻真实飞行位置和飞行速度及未来多个时刻的预测飞行位置和飞行速度作为交互飞行信息发送给邻居无人机，预测飞行位置和飞行速度根据训练得到的LSTM模型计算输出； S6、接收交互飞行信息：当前无人机通信获取邻居无人机发送的交互飞行信息，当前无人机根据交互飞行信息通过控制函数计算自身下一时刻飞行速度，计算时需要读取邻居无人机当前时刻的飞行位置和飞行速度；但部分邻居无人机发送的交互飞行信息会因为通信延迟无法被当前无人机准时收到，如果某个邻居无人机在当前时刻的交互飞行信息没有被当前无人机接收到，当前无人机就读取已接收到的该邻居无人机交互飞行信息里面最新的关于当前时刻的预测飞行位置和飞行速度，用于计算该邻居无人机对应的所有影响力产生的控制函数子分量；如果接收到邻居无人机发送的交互飞行信息，则当前无人机直接读取该邻居无人机当前时刻的交互飞行信息，将该邻居无人机当前时刻飞行位置和飞行速度用于计算该邻居无人机对应的所有影响力产生的控制函数子分量；通过控制函数计算当前无人机下一时刻的飞行速度时，将当前无人机自身飞行位置和飞行速度和通信范围内所有邻居无人机的飞行位置和飞行速度以及障碍物的位置信息作为控制函数的输入计算当前无人机下一时刻飞行速度，实现通信延迟下的多无人机集群导航。

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