文献类型：会议

作　　者：马梓瑞 司书宾 陈志伟

作者单位：[1]西北工业大学机电学院 [2]西北工业大学无人系统技术研究院 [3]无人飞行器技术全国重点实验室

会议文献：第六届体系工程学术会议论文集—体系工程与高质量发展

会议名称：第六届体系工程学术会议—体系工程与高质量发展

会议日期：20240802

会议地点：中国云南昆明

出版日期：20240802

语　　种：中文

摘　　要：为了在低空环境下实现大规模高密度无人机集群避障时的快速性、一致性与安全性,本文提出了一种受鸟群行为启发的多层级分布式控制算法优化无人机集群运动中的避障问题。在无人机行为维度,分析了欧椋鸟群中观察到的过阻尼信息传播与同步转向的特征,并考虑无人机的安全距离约束,结合基于人工势场方法的距离保持机制与基于惯性自旋模型的速度匹配机制建立共识控制算法。在集群控制维度,结合鸽群中观察到的速度相关性、领导者-跟随者定向信息传播和多层控制网络等特征,与共识控制算法融合,提出了无人机集群多层级分布式安全控制算法,通过维持无人机局部固定间距与层级间速度匹配实现避障时的集群一致性。并在多个模拟案例中进行了对比实验,实验结果验证所提出控制算法在避障层面的有效性、快速性与安全性。

关 键 词：无人机集群  鸟群行为  仿生控制  

分 类 号：TP273] V279] V249.1]