基于群智机理的集群防碰撞控制

作     者：姜龙亭 魏瑞轩 张启瑞 王栋 JIANG Longting;WEI Ruixuan;ZHANG Qirui;WANG Dong

作者机构：空军工程大学研究生院西安710038 空军工程大学航空工程学院西安710038 中国人民解放军95561部队日喀则857000 

出 版 物：《航空学报》 (Acta Aeronautica et Astronautica Sinica)

年 卷 期：2020年第41卷第S2期

页      面：161-170页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0802[工学-机械工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0704[理学-天文学] 0811[工学-控制科学与工程] 0701[理学-数学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：科技部重点项目“新一代人工智能”(2018AAA0102403) 国家自然科学基金(61573373) 

主　　题：群智机理 无人机集群 防碰撞 类脑反射 无人机 

摘      要：在执行作战任务以及民用中,无人机集群由于具备高可靠性和高效费比的特点而受到广泛关注;随着城市低空空域的开放,作战环境的动态复杂性剧增,对无人机集群防碰撞提出了严峻的挑战。针对无人机集群执行任务时的编队个体之间防碰撞以及遭遇突发障碍时的集群防碰撞问题,提出了基于群智机理的集群防碰撞控制方法。通过引入力学概念,设计了集群内部吸引力、排斥力以及编队构型力的模型;通过集群个体间的信息共享以及类脑知识发育,构建了基于群信息共享和类脑反射的无人机防碰撞模型。仿真结果表明:所提集群控制方法提高了集群的集结效率,而且在遭遇突发障碍时能够规避动态障碍,再次完成编队重构;群智机理的引入缩短了无人机集群面临突发障碍时的反应时间。