基于改进人工势场的无人机编队防碰撞控制方法

作     者：朱旭 闫茂德 张昌利 林海 屈耀红 ZHU Xu;YAN Maode;ZHANG Changli;LIN Hai;QU Yaohong

作者机构：长安大学电子与控制工程学院陕西西安710064 长安大学信息工程学院陕西西安710064 西北工业大学自动化学院陕西西安710129 

基　　金：国家自然科学基金项目(61473229) 中央高校基本科研业务费项目(310832163403 310832161012) 陕西省科技公关项目(2015GY052) 陕西省国际科技合作与交流计划(2015KW-023) 西安市科技计划(CXY1512-3) 

出 版 物：《哈尔滨工程大学学报》 (Journal of Harbin Engineering University)

年 卷 期：2017年第38卷第6期

页      码：961-968页

摘      要：针对无人机编队飞行过程中的机间防碰撞、障碍物规避问题,提出了基于改进人工势场的防碰撞控制方法。利用一致性理论,引入了通信拓扑和通信权重的概念,给出了改进的机间人工势场函数和作用区域。定义了无人机与空域障碍物的斥力势,构建了受二者相对运动速度影响的辅助斥力势,使无人机高效地规避障碍物,并给出了机间防碰撞、障碍物规避的总速度场。提出了防碰撞控制算法,给出了速度、俯仰角、偏航角等防碰撞指令;设计了一种飞行控制器来跟踪防碰撞指令,构建了含防碰撞控制算法、飞行控制器的完整编队系统。三维飞行仿真结果表明:所提编队防碰撞控制方法可以快速实现机间防碰撞,并能有效规避空域障碍物。

主 题 词：无人机编队 机间防碰撞 障碍物规避 改进人工势场 通信拓扑 飞行控制 

学科分类：0817[工学-轻工类] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 081105[081105] 0827[工学-食品科学与工程类] 0802[工学-机械学] 0703[理学-化学类] 0825[工学-环境科学与工程类] 0811[工学-水利类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.11990/jheu.201604037

馆 藏 号：203236940...