胡梦瑶

四川大学电子信息学院 四川 成都 610065

引言

在不久的将来，为人们提供各种类型服务的成百上千架无人机将会共享同一空域，在这样拥挤的空域中，需要进行集中式航迹规划管理来确保所有的无人机可以避免碰撞冲突，从而实现安全飞行。因此，在密集城市空域环境下，无人机动态检测避障机制将发挥巨大的作用，类比而言，无碰撞航迹规划之于无人机使用等同于交通规则之于城市道路交通。因此，能够在符合相关自动化UAV的法规的前提下，设计出一种可以在多无人机场景中实现完全无碰撞的航迹规划是十分有意义和具有挑战性的。

本文的研究目的就是实现在多无人机系统中的实时碰撞避免。当前，针对此领域的国内外避障技术有很多，如势场法、进化算法、基于图像的算法，在状态空间中搜索几何关系、力和速度的方法[1]。在本文中，则提出了一种去中心化机制的避障技术，是一种基于速度障碍法的改进算法，该算法通过避障机制使得陷入碰撞冲突的无人机偏离原有飞行航迹，并在无人机成功脱离碰撞冲突之后进行航迹恢复。仿真实验表明，使用基于速度障碍法的改进RVO算法，可大大减少传统算法的时空复杂度和计算成本，同时还有着不错的运算效率。

1 算法原理概述

1.1 模型概述

设定某个移动智能体Agent表示符号为a，智能体a在t时刻的速度向量为则是智能体a的位置向量，则该智能体在运动空间中的状态可以表示如下：