CN116301051B 一种无人机集群控制与避障方法和装置 （中国兵器工业计算机应用技术研究所）

本发明涉及一种无人机集群控制与避障方和障碍物感知结果定位障碍物位置并在无人机位置进行自适应变化并自主调整无人机自身航的队尾保持面向障碍物以确保无人机集群整体适应变化并自主调整无人机自身航向以实现集2在无人机集群中的部分无人机感知到障碍物时，所述部分无人所述无人机集群根据所述障碍物位置进行自适应变化在所述无人机集群通过障碍物之后，所述无人机集群的队尾保其中，利用集群控制算法对初始位置随机分布的无人机集群;;为两个无人机之间的吸引力：;;;所述聚合准则，所述无人机集群中每架无人机获得邻域内的其他无人机的位置信息，所述分离准则，获取每架无人机自身位置与邻域内其他无人机位置之间的距离偏移3所述速度匹配准则，每架无人机实时获取邻域内其他无人机的速度信据所述障碍物位置自主调整无人机自身航向包括所述无人机集群根据所述障碍物位置按所述视角分布准则为所述无人机集群中每架无人机通过调整朝向，使所;域;;;;;47.一种使用权利要求1至6中的任一项所障碍物数据获取模块，用于在无人机集群中的部分无人机感知无人机中的每架无人机根据自身定位和障碍物感知结果定调整模块，用于通过所述无人机集群根据所述障碍物位后处理模块，用于在所述无人机集群通过障碍物之后5[0003]鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种无人机集群控制与避障方法和装群的队尾保持面向障碍物以确保所述无人机集群整体脱离障述距离偏移量大小成反比的排斥力，所述排斥力的存在使得所述无人机集群在运动中分机自身航向包括所述无人机集群根据所述障碍物位置按照视角分布准则调整无人机自身6||z||在z＝0处不可7ε为范数参数。[0024]基于上述方法的进一步改进，通过以下公式表示所述第i个无人机的控制输入ui为第i个无人机的编队项控制输入uf"、无人机i的虚拟领航者反[0027]u⃞=-c1(q;-q1)-c2(p;-p);1和c2分别为虚拟领航者的位置参数和速度参数，wf为虚拟智能体集合，f、af和[0030]基于上述方法的进一步改进，所述虚拟智能体在障碍物越大，无人机在靠近障碍物时会在所述排斥力的影响下进行减速并向远离障碍物方向运的队尾保持面向障碍物以确保所述无人机集群整体脱离8人机根据自身定位和障碍物感知结果定位障碍物位置并在无人机集群中广播障碍物位置；在步骤S104中，无人机集群根据障碍物位置进行自适应变化并自主调整无人机自身航向，每架无人机根据自身定位和障碍物感知结果定位障碍物位置并在无人机集群中广播障碍9施例的无人机集群控制与避障方法改进后与现有技术相比视[0054]无人机集群控制与避障方法还包括利用集群控制算法对初始位置随机分布的无[0056]无人机机载视觉传感器固连在机体之上，通过以下公式表示第i个无人机的控制[0070]通过以下公式表示第i个无人机的控制输入ui为第i个无人机的编队项控制输入uf"、无人机i的虚拟领航者反馈项控制输入uf与无人机i的虚拟智能体反馈项控制输入uf之和：[0071]u;=uf+uf+uf;[0073]uf=-c1(q;-q1)-c2(p;-p);人机中的每架无人机根据自身定位和障碍物感知结果定位障碍物位置；数据传输模块持面向障碍物以确保无人机集群整体脱离障[0089]考虑到旋翼无人机通常搭载自动驾驶仪实现位置与姿态控制以及可以在空中悬设无人机能够感应到自己邻域半径内的其他无人机，将其邻域(表示无人机i的邻域集合)[0103]考虑到无人机机载视觉传感器固连在机体之上，无人机的航向角即表示视线方c1和c2为虚拟领航者项控制参数，该项的作用为保证无人机会以虚拟领航者[0116]uf=-c1(q;-q1)-c2(p;-p1)[0118]因此设计无人机i的领航者反馈项控制输入uf为下式，其中为虚拟智能体集ij为无人机i指向虚拟智能体j的方向向量。[0127]①无人机模块：基于飞控的控制信号与此刻状态信息进[0135]该系统中除集群模拟软件提供无人机虚拟状态数据之外均采用实物验证试验中任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，