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龙图腾网获悉中山大学申请的专利基于一致性算法的无人机集群控制设计与仿真方法及系统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：CN120428764B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-11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：202510401386.5，技术领域涉及：G05D1/695；该发明授权基于一致性算法的无人机集群控制设计与仿真方法及系统是由王涛;饶子昊;刘波;高琛;杨丙三;汪鸿润;刘学儒;李家贺设计研发完成，并于2025-04-01向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于一致性算法的无人机集群控制设计与仿真方法及系统在说明书摘要公布了：本申请公开了一种基于一致性算法的无人机集群控制设计与仿真方法及系统，涉及无人机集群控制技术领域，其中方法包括：根据无人机集群在当前飞行环境中的起点和终点，以避开障碍物位置为目标进行全局路径规划，得到每个无人机的若干个全局路径点；基于所述全局路径点和预设的无人机集群的通信拓扑图，采用一致性编队控制算法对无人机集群进行协同控制，构建无人机集群的全局控制器；通过构建无人机的势函数以对所述全局控制器进行局部路径规划和避障，以实现无人机集群的编队控制。本申请通过全局路径规划和一致性编队控制实现无人机集群的高效协同控制，并通过计算势函数有效避开无人机在移动过程中的障碍物，提升无人机编队的控制灵活性。

本发明授权基于一致性算法的无人机集群控制设计与仿真方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种基于一致性算法的无人机集群控制设计与仿真方法，其特征在于，包括： 根据无人机集群在当前飞行环境中的起点和终点，以避开障碍物位置为目标进行全局路径规划，得到每个无人机的若干个全局路径点； 基于所述全局路径点和预设的无人机集群的通信拓扑图，采用一致性编队控制算法对无人机集群进行协同控制，构建无人机集群的全局控制器，具体为：根据所述全局路径点，通过无人机当前位置和预设的无人机下一时刻位置构建每台无人机的运动模型；根据无人机与无人机之间的通信关系，构建所述无人机集群的通信拓扑图；通过所述无人机集群的通信拓扑图和所述运动模型，考虑到无人机集群的编队切换，构建无人机集群的全局控制器； 其中，所述全局控制器，具体为： ； 式中，xt为无人机在t时刻的当前位置，为对xt进行求导得到的控制无人机的飞行速度，D为预设的度矩阵，A为所述无人机集群的通信拓扑图对应的邻接矩阵，L为拉普拉斯矩阵； 通过构建无人机的势函数以对所述全局控制器进行局部路径规划和避障，以实现无人机集群的编队控制，具体为：根据无人机集群在当前飞行环境中的起点和终点，以及障碍物位置，通过人工势场法构建每台无人机的势函数；其中，所述势函数包括引力势函数和斥力势函数；根据无人机之间的所述斥力势函数、无人机与障碍物之间的所述斥力势函数以及无人机与对应的所述终点之间的所述引力势函数，对所述全局控制器进行局部路径规划和避障，得到无人机集群在下一时刻的移动方向和移动速度；根据无人机集群在下一时刻的移动方向和移动速度，完成无人机集群的编队控制； 其中，所述斥力势函数和所述引力势函数，具体为： 无人机之间的所述斥力势函数，具体表达式为： ； 式中，Urep1p为在节点p处的无人机之间的所述斥力势函数，qi和qj分别为第i和第j台无人机的位置，Kr为斥力系数，ro为斥力范围参数； 无人机与障碍物之间的所述斥力势函数，具体表达式为： ； 式中，Urep2p为在节点p处的无人机与障碍物之间的所述斥力势函数，qi为无人机位置，qk为第k个障碍物的位置，Kro为斥力系数，ro为斥力范围参数； 无人机与对应的所述终点之间的所述引力势函数，具体表达式为： ； 式中，Uattq为在节点q处的无人机与对应的所述终点之间的所述引力势函数，qi为无人机位置，qtarget为所述终点的位置，Ka为引力系数。

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