基于改进人工势场的无人机编队防碰撞控制方法

针对无人机编队飞行过程中的机间防碰撞、障碍物规避问题，提出了基于改进人工势场的防碰撞控制方法。利用一致性理论，引入了通信拓扑和通信权重的概念，给出了改进的机间人工势场函数和作用区域。定义了无人机与空域障碍物的斥力势，构建了受二者相对运动速度影响的辅助斥力势，使无人机高效地规避障碍物，并给出了机间防碰撞、障碍物规避的总速度场。提出了防碰撞控制算法，给出了速度、俯仰角、偏航角等防碰撞指令；设计了一种飞行控制器来跟踪防碰撞指令，构建了含防碰撞控制算法、飞行控制器的完整编队系统。三维飞行仿真结果表明：所提编队防碰撞控制方法可以快速实现机间防碰撞，并能有效规避空域障碍物。