系统仿真学报 ›› 2024, Vol. 36 ›› Issue (12): 2945-2959.doi: 10.16182/j.issn1004731x.joss.23-1269
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艾高航, 李春涛
收稿日期:
2023-10-20
修回日期:
2023-12-15
出版日期:
2024-12-20
发布日期:
2024-12-20
通讯作者:
李春涛
第一作者简介:
艾高航(1997-),男,硕士生,研究方向为无人机集群。
基金资助:
Ai Gaohang, Li Chuntao
Received:
2023-10-20
Revised:
2023-12-15
Online:
2024-12-20
Published:
2024-12-20
Contact:
Li Chuntao
摘要:
针对大规模无人机集群跟踪航线飞行时遇到障碍物的规避问题,提出了一种基于分布式模型预测控制结合视野和自适应避障半径的无人机集群避障算法。集群飞行过程中,无人机根据自身位置获取当前时刻的参考航线信息,通过局部信息交互获取周围邻居的预测轨迹,当遇到障碍物时,结合提出的自适应避障半径法以及视野拓扑,有效解决了集群避障时内部安全距离无法保持且部分无人机和障碍物发生碰撞的问题,实现了集群飞行的外部避障与内部防撞。
中图分类号:
艾高航,李春涛 . 基于视野和自适应半径的无人机集群避障算法[J]. 系统仿真学报, 2024, 36(12): 2945-2959.
Ai Gaohang,Li Chuntao . UAV Swarm Obstacle Avoidance Based on Visual Filed and Adaptive Radius[J]. Journal of System Simulation, 2024, 36(12): 2945-2959.
表1
无人机初始位置
无人机序列 | 位置 | 航迹方位角/rad | 航迹倾斜角/rad |
---|---|---|---|
UAV1 | [248, 1, 401] | 0 | 0 |
UAV2 | [184, 51, 401] | 0 | 0 |
UAV3 | [184, -50, 401] | 0 | 0 |
UAV4 | [184, 1, 452] | 0 | 0 |
UAV5 | [184, 1, 350] | 0 | 0 |
UAV6 | [184, 1, 400] | 0 | 0 |
UAV7 | [120, 101, 400] | 0 | 0 |
UAV8 | [120, -100, 400] | 0 | 0 |
UAV9 | [120, 1, 502] | 0 | 0 |
UAV10 | [120, 1, 299] | 0 | 0 |
UAV11 | [120, 50, 451] | 0 | 0 |
UAV12 | [120, 50, 350] | 0 | 0 |
UAV13 | [120, -50, 451] | 0 | 0 |
UAV14 | [120, -50, 350] | 0 | 0 |
UAV15 | [120, 1, 400] | 0 | 0 |
UAV16 | [56, 0, 400] | 0 | 0 |
UAV17 | [56, 51, 400] | 0 | 0 |
UAV18 | [56, -51, 400] | 0 | 0 |
UAV19 | [56, 0, 451] | 0 | 0 |
UAV20 | [56, 0, 348] | 0 | 0 |
表3
复杂场景无人机初始位置
无人机序列 | 位置 | 航迹方位角/rad | 航迹倾斜角/rad |
---|---|---|---|
UAV1 | [245, 196, 411] | 0.26 | 0.01 |
UAV2 | [175, 218, 410] | 0.50 | 0.03 |
UAV3 | [176, 115, 412] | 0.32 | 0.07 |
UAV4 | [176, 167, 462] | 0.45 | 0.07 |
UAV5 | [176, 168, 358] | 0.45 | 0.00 |
UAV6 | [176, 167, 411] | 0.35 | 0.06 |
UAV7 | [107, 217, 407] | 0.60 | 0.04 |
UAV8 | [102, 21, 407] | 0.78 | 0.04 |
UAV9 | [105, 118, 505] | 0.66 | -0.03 |
UAV10 | [105, 118, 309] | 0.66 | 0.09 |
UAV11 | [106, 167, 455] | 0.63 | 0.00 |
UAV12 | [106, 167, 358] | 0.63 | 0.07 |
UAV13 | [104, 69, 455] | 0.69 | 0.01 |
UAV14 | [104, 69, 359] | 0.68 | 0.09 |
UAV15 | [105, 118, 407] | 0.66 | 0.04 |
UAV16 | [36, 42, 404] | 0.71 | 0.09 |
UAV17 | [36, 94, 403] | 0.82 | 0.05 |
UAV18 | [38, -8, 404] | 0.68 | 0.09 |
UAV19 | [34, 45, 455] | 0.86 | 0.09 |
UAV20 | [34, 45, 351] | 0.86 | 0.03 |
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