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基于领航-跟随的无人机编队避碰飞行控制
1
作者 鲁军 杨杰 +2 位作者 郝永平 杨丽圆 王俊杰 《沈阳理工大学学报》 CAS 2024年第4期38-43,50,共7页
为实现多无人机之间队形的动态保持,针对从机对主机轨迹的实时追踪和主从机之间航向角的准确同步问题,设计一种以无人机之间距离和角度为变量的领航-跟随算法,在此基础上设计一种误差比例控制器以实现编队队形动态保持;在解决无人机内... 为实现多无人机之间队形的动态保持,针对从机对主机轨迹的实时追踪和主从机之间航向角的准确同步问题,设计一种以无人机之间距离和角度为变量的领航-跟随算法,在此基础上设计一种误差比例控制器以实现编队队形动态保持;在解决无人机内部避碰的问题上,建立一种球类避碰算法,避免无人机之间因碰撞而影响队形。通过Matlab仿真平台验证无人机集群编队算法,实验结果表明:改进的领航-跟随算法能够稳定地操控多架无人机,实现编队飞行;改进的无人机避碰算法能够有效维持编队的队形,并确保编队成员之间有足够的安全间距;算法的改进不仅提高了无人机编队控制的稳定性,而且能够应对更加复杂的环境条件。 展开更多
关键词 领航-跟随法 误差比例控制器 球类避碰算法 无人机编队
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基于ROS和PX4的无人机编队协同飞行模型的仿真研究 被引量：3
2
作者 路梦源 王天一 +3 位作者 陈新昌 张宇卓 宫泽奇 张星山 《智能化农业装备学报（中英文）》 2023年第3期32-41,共10页
随着信息和智能制造技术的不断发展,农业生产进入自动化和智能化的时代。无人化智慧农场作为现代农业发展的重要方向,正面临机遇与挑战。无人机编队飞行控制技术作为无人农场重要支撑技术之一,在农田巡查、畜群管理、灌溉控制等领域为... 随着信息和智能制造技术的不断发展,农业生产进入自动化和智能化的时代。无人化智慧农场作为现代农业发展的重要方向,正面临机遇与挑战。无人机编队飞行控制技术作为无人农场重要支撑技术之一,在农田巡查、畜群管理、灌溉控制等领域为农业生产提供关键技术支持。本研究旨在分析无人机编队仿真飞行控制中各组成部分的数据交互方式,搭建并优化多旋翼无人机编队飞行仿真环境,以满足无人机编队的飞行控制在无人化智慧农场中的应用需求。通过分析无人机编队仿真飞行控制中ROS系统、PX4飞控,MAVROS通讯模块,以及Gazebo仿真环境之间的交互逻辑,搭建了基于XTDone开源仿真平台的多旋翼无人机编队飞行仿真环境,并实现了基于ROS系统、PX4飞控和Gazebo无人机编队的模型构建与飞行控制。在此基础上,利用激光雷达采集环境信息,在ROS分布式框架下进行软件算法的优化,实现了基于扫描匹配算法的SLAM功能和基于最优路径规划算法的导航功能。理论仿真及试验结果表明,该平台具有开源、低成本、可扩展、模块化等优点,所搭建的仿真环境可实现无人机的编队飞行控制、封闭环境二维地图的构建和自主导航飞行,并分析得出该仿真平台下无人机编队的单位飞行精度约为76%,累计飞行距离和飞行误差所构建回归模型的R^(2)为0.8309。研究结果证明了利用无人机编队协同飞行作业满足无人化智慧农场中常见农田作业需求的可行性,展示了无人机编队在无人化智慧农场中的应用效果和优势,为深层优化仿真飞行环境及拓展现代农业生产应用场景提供技术思路,在相关领域的研究和实践中也具有一定的借鉴和参考价值。 展开更多
关键词 无人农场 无人机编队 数据交互 飞行控制 激光SLAM 导航
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基于速度矢量场的无人机编队防碰撞控制方法 被引量：3
3
作者 张岑 曹东 施书成 《机械制造与自动化》 2020年第5期188-191,共4页
多无人机编队飞行过程中,无人机既要跟随领航者飞行,又要能够避免无人机的机间碰撞。以leader-follower编队和速度矢量场为基础,采用双向通信的信息交互拓扑结构,设计了无人机编队的自主防碰撞控制方法。设计了系统牵引速度和规避威胁速... 多无人机编队飞行过程中,无人机既要跟随领航者飞行,又要能够避免无人机的机间碰撞。以leader-follower编队和速度矢量场为基础,采用双向通信的信息交互拓扑结构,设计了无人机编队的自主防碰撞控制方法。设计了系统牵引速度和规避威胁速度,依照编队系统中每架无人机的优先级引入速度分量可调参数,动态调整合速度中每个分速度的比例,以保证编队中每架无人机能够躲避其他无人机,同时按照正确的航迹运动。完成了速度矢量场建模,搭建仿真验证平台,验证该方法的可行性。 展开更多
关键词 无人机编队 速度矢量场 信息交互拓扑 防碰撞控制
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基于雷达对抗原理的携带载荷无人机理论计算
4
作者 焦玉超 《指挥控制与仿真》 2021年第1期65-68,共4页
采用数值计算方法,研究了无人机携带电子干扰载荷对水面舰艇雷达产生干扰效果时,电子干扰载荷功率与干扰距离的函数关系,并分析了无人机的雷达截面积和压制系数对电子干扰载荷功率的影响。为确定无人机最佳飞行高度,研究了无人机与水面... 采用数值计算方法,研究了无人机携带电子干扰载荷对水面舰艇雷达产生干扰效果时,电子干扰载荷功率与干扰距离的函数关系,并分析了无人机的雷达截面积和压制系数对电子干扰载荷功率的影响。为确定无人机最佳飞行高度,研究了无人机与水面舰艇的径向距离和电子干扰载荷有干扰效果时的无人机最大飞行高度,并分析了波束宽度对雷达分辨范围的影响。研究结果可为无人机电子干扰载荷的选择和无人机编队间隔距离的设计提供理论依据。 展开更多
关键词 电子干扰载荷 雷达分辨率 雷达对抗原理 无人机编队 干扰效果
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无线紫外光协作无人机编队快速集结算法研究
5
作者 赵太飞 张港 +1 位作者 容开新 王璐 《激光杂志》 CAS 北大核心 2022年第12期8-14,共7页
针对强电磁干扰环境使无人机编队通信受限,进而影响无人机编队快速集结的问题,提出无线紫外光协作无人机编队快速集结算法,实现无人机编队在空域中定点集结。首先,采用紫外信标模型实现无人机编队信息交互;其次,利用紫外四节点定位算法... 针对强电磁干扰环境使无人机编队通信受限,进而影响无人机编队快速集结的问题,提出无线紫外光协作无人机编队快速集结算法,实现无人机编队在空域中定点集结。首先,采用紫外信标模型实现无人机编队信息交互;其次,利用紫外四节点定位算法实现无人机编队三维定位,并给出快速集结算法势场函数;最后,将一致性理论与领航跟随法相结合,使无人机编队在集结时速度可以达成一致。仿真结果表明,当参考节点大于6个时,三维空间定位准确率可达96%;集结算法能实现无人机编队的定点集结,并且可以实现集结完成后保持圆周运动轨迹。 展开更多
关键词 无线紫外光 无人机编队 领航者-跟随者 电磁干扰
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无人机空中回收气动干扰与对接路径研究
6
作者 冯路启 钟林龙 +1 位作者 李家旭 刘学强 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1124-1133,共10页
针对采用空中平台进行直接对接的新型无人机(Unmanned aerial vehicle,UAV)回收方法进行了气动干扰仿真与对接路径研究。在对接回收过程中,UAV需要从远方逐渐接近空中平台。在UAV靠拢平台的过程中,会受到平台翼尖尾涡的影响。如何使UAV... 针对采用空中平台进行直接对接的新型无人机(Unmanned aerial vehicle,UAV)回收方法进行了气动干扰仿真与对接路径研究。在对接回收过程中,UAV需要从远方逐渐接近空中平台。在UAV靠拢平台的过程中,会受到平台翼尖尾涡的影响。如何使UAV以正确的路径接近空中平台是能否成功回收的关键。主要从气动特性方面出发,首先通过计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)仿真研究分析了UAV沿不同路径与空中平台进行对接回收时的气动性能变化规律,然后使用代理模型对产生的气动干扰进行拟合分析,得出UAV气动干扰在空中平台周围的空间分布。随后针对不同对接路径的气动干扰,使用MATLAB构建了一种抗干扰滑模控制器,并对不同路径下的对接过程进行对比仿真验证。研究结果表明,进近对接过程中UAV从平台前方向后方减速接近平台时气动性能最为稳定。 展开更多
关键词 无人机空中对接 空中回收平台 无人机编队飞行 计算流体力学仿真 滑模控制
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无人机锥形编队纯方位无源定位的研究
7
作者 于永涛 武建栋 赵梦瑶 《移动信息》 2024年第5期217-219,共3页
无人机编队飞行时应减少电磁波信号,采用纯方位无源定位来调整位置以保持队形,这是提升飞行效果的主流做法。文中首先基于同心圆几何模型,实现了锥形编队中无人机的位置判断。然后通过设计自适应调整方案,对位置有偏差的无人机进行调整... 无人机编队飞行时应减少电磁波信号,采用纯方位无源定位来调整位置以保持队形,这是提升飞行效果的主流做法。文中首先基于同心圆几何模型,实现了锥形编队中无人机的位置判断。然后通过设计自适应调整方案,对位置有偏差的无人机进行调整。最后利用蒙特卡洛法进行了仿真模拟实验,验证了模型的有效性。除无人机外,其他采用纯方位无源定位的锥形编队也同样适用此模型和算法。 展开更多
关键词 无人机锥形编队 自适应调整模型 回溯算法 贪心策略
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