摘要：分析了目前集群无人机协同编队控制过程中存在的问题,基于机器人操作系统,采用模块化的软件结构设计,在有限带宽的数据链基础上,采用高效轻量的通信组网协议,设计了一套模块化的集群无人机协同编队软件系统。基于四旋翼的集群无人机验证平台,提出基于领航-跟随模式的同步路径协同编队控制方法。最后通过5架无人机的仿真与3架无人机飞行试验表明,该无人机平台设计合理,后续可以用于集群无人机系统开发的算法验证。提出的协同编队控制方法简单、适应性好,有一定的工程应用价值。

摘要：针对集群无人机完成高精度协同编队的需要,提出了一种基于路径跟随的改进领航-跟随无人机协同编队方法。首先,在传统A*算法的基础上,引入了障碍威胁系数改进A*算法,为领航无人机规划从起点到目标的全局安全路径;其次,采用Hermite多项式对领航无人机的全局安全路径离散化后进行参数化表示;当遇到新的障碍信息时,利用改进A*算法重新规划路径;随后,领航无人机将跟随无人机的空间编队信息与编队路径参数信息在集群中完成同步;最后,基于一致性原理设计了编队队形协同控制器,并基于改进人工势场法设计了动态避障控制器。仿真结果表明,与传统的领航-跟随方法相比,该方法可以降低编队误差,提高了复杂曲线路径下无人机的编队精度与稳定性,具有一定的工程应用价值。