毛 琼, 张代兵, 李小民,3, 董海瑞, 杜占龙

(1. 中国人民解放军陆军工程大学石家庄校区无人机工程系, 河北 石家庄 050003; 2. 国防科技大学 智能学院, 湖南 长沙 410073; 3. 石家庄铁道大学电气与电子工程学院, 河北 石家庄 050003)

0 引 言

多架无人机(unmanned aerial vehicles, UAVs)彼此协同完成军事目标打击、目标跟踪与侦察等任务可大幅度减少任务执行的时间、提高作战的效率和成功率[1-2]。随着作战环境的日趋复杂,空间无人机的数量和密度上升,强电磁环境易使无人机通信致盲以及潜在的突发障碍等问题给无人机集群的飞行控制与安全带来一系列挑战[3-4]。

无人机集群系统属于局部感知或通信的分布式体系结构,目前主要的控制方法有:基于局部规则的控制[5-7]、软控制[8-10]、领航跟随法[11-14]和人工势场法[15-23]。基于局部规则的控制方法最基础,能实现集群智能的涌现控制,但是难使集群涌现到期望的控制方向;软控制是在局部规则的基础上通过为集群加入一外部可控的无人机，引导群内其他无人机朝着人们期望的方向运动,文献[10]利用其成功实现了分群;领航控制法利用集群中信息丰富的无人机引导实现集群控制,文献[7]针对部分无人机获得航迹信息进行了研究,直接将掌握航迹信息的无人机设为领导者和不掌握航迹信息的无人机设为跟随者,没考虑无人机如何辨识谁是领导者的问题;人工势场法通过构建全局势场函数引导智能体向势能降低的方向运动,该方法简单实用,在避障方面有优势,但存在局部极值问题。……