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题名规模化无人集群共识模型与协同控制方法
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作者
李诗颖
丁应和
孙海文
许正
李烨
唐恩博
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机构
北京理工大学自动化学院
导航、制导与控制技术教育部工程研究中心
海军研究院
北方华安工业集团有限公司
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出处
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第S02期113-122,共10页
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基金
国家自然科学基金项目(62273051、U2341215、62388101)。
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文摘
针对无人系统难以应用于复杂任务场景的难题,将群体智能涌现作为研究出发点,以四旋翼无人机为研究对象,开展规模化无人集群共识模型与协同控制方法研究。设计感知视角空间剖分下的邻居优选机制和自吸引互排斥机制,生成集群空间构型,结合观点动力学中社会共识的形成机理构建观点综合机制,实现集群速度同步。提出自主分群、合群机制和主动规避与安全避障结合的避障方法,灵活调整集群规模以适应密集障碍物环境和多目标场景。验证结果表明,所提方法在仿真平台上可以应用于50架无人机的分布式集群,在多障碍物的室内、森林和城镇环境下,10架无人机集群能以5 m/s的飞行速度安全穿越障碍区;所提方法在实物平台上可以应用于4架无人机的分布式集群,同时安全穿越室内障碍物区域,验证了集群模型的有效性。
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关键词
无人集群
共识协同
主动规避
安全避障
观点综合
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Keywords
unmanned cluster
consensus coordination
active avoidance
safe obstacle avoidance
opinion synthesis
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分类号
V279.2
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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