计算机应用

作者：张钟元, 戴炜, 李光昱, 陈小庆, 邓启波

单位：1.南昌航空大学 飞行器工程学院，南昌 330063；2.中国人民解放军军事科学院 国防科技创新研究院，北京 100850

关键词：无人机,队形稳定性,人工势场法,一致性协议,复杂障碍环境

基金：国家自然科学基金资助项目(52065044);南昌航空大学研究生创新专项(YC2021054)

协同避障是无人机（UAV）系统的关键技术之一，而UAV集群避障期间存在队形丢失、任务失效和能源消耗增加等问题。为解决这些问题，提出了一种基于改进人工势场和一致性协议的协同避障算法。首先，根据多旋翼UAV的控制律来设计保持速度、位置一致的控制协议，并采用归一化和高阶指数缩放变换人工势场力，从而解决势场力变化幅度过大导致的振荡失效问题；然后，引入人工势场力调整一致性协议期望编队，从而解决人工势场法与一致性协议组合算法的控制冲突问题。在复杂障碍环境下，所提算法与编队划分避障算法、动态窗口避障算法进行对比仿真的结果表明，所提算法的队形平均损失程度分别下降82.60%、64.38%，任务平均失效程度分别下降98.66%、86.01%，飞行路径总长度分别下降9.95%、17.63%。可见，所提算法适用于多障碍复杂飞行环境。

来源：2023年第8期

《计算机应用》期刊编辑部

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