考虑UAV性能约束的变速度自主避障算法研究
2021-07-29周硙硙赵海涛
导航定位与授时 2021年4期
关键词:方向
周硙硙,赵海涛
(海军装备部驻南京地区第一军事代表室,南京 210001)
0 引言
随着科学技术的发展,无人飞行器(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)智能化水平得到了很大地提升,无论在民用领域还是军事领域的应用都越来越广泛[1]。与此同时,UAV在执行任务过程中的安全性问题成为人们关注的焦点,特别是随着UAV执行任务的范围不断扩大和执行任务的环境日益复杂,其具备自主避障(Autonomous Collision Avoidance,ACA)功能变得尤为重要,且已成为智能化UAV的关键性能指标。为提高UAV执行任务的可靠性和降低执行任务的代价,为UAV配备性能良好的自主避障系统成为UAV技术研究的重要方向之一,而自主避障算法是自主避障系统的核心部分。对UAV而言,动态障碍避碰[2]成为一个重要的、普遍存在的、具有挑战性的问题。因此,如何提高UAV在复杂环境下执行艰巨任务的生存能力,成为UAV技术研究中亟待解决的关键问题之一[3]。
近年来,一些学者对UAV自主避障算法进行了深入研究,提出了基于速度障碍法的UAV自主避障算法,并取得了一些研究成果,提升了UAV自主避障系统的性能。学者P. Fiorini和Z. Shiller[4-5]提出了速度障碍法的理论框架;文献[6]将速度障碍法应用于多智能体的协同冲突消解;文献[7]在速度障碍法的基础上,提出了一种几何优化方法,以解决在融合空域内面临复杂障碍物时,UAV的飞行冲突解脱和航迹恢复问题;文献[8]为解决复杂融合空域内无人机冲突解脱过程中消耗大的问题,提出了基于速度障碍法的合作型无人机的最优防相撞策略;……
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