基于定制内点法的多无人机协同轨迹规划

作     者：王祝 徐广通 龙腾 WANG Zhu;XU Guang-Tong;LONG Teng

作者机构：华北电力大学河北省发电过程仿真与优化控制技术创新中心保定071003 北京理工大学宇航学院北京100081 

出 版 物：《自动化学报》 (Acta Automatica Sinica)

年 卷 期：2023年第49卷第11期

页      面：2374-2385页

核心收录：

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 081104[工学-模式识别与智能系统] 08[工学] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0835[工学-软件工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(61903033) 中央高校基本科研业务费专项资金(2020MS116) 中国博士后科学基金(2018M631361)资助 

主　　题：轨迹规划 多无人机 凸优化 内点法 

摘      要：为提高多无人机(Unmanned aerial vehicles,UAV)协同轨迹规划(Cooperative trajectory planning,CTP)效率,在解耦序列凸优化(Sequential convex programming,SCP)方法基础上,提出一种高效求解凸优化子问题的定制内点法.首先引入松弛变量,构建子问题的等价描述形式,并推导该形式下的子问题最优性条件.然后在预测-校正原对偶内点法的框架下,构建一套高效求解最优性条件方程组的计算流程以降低子问题计算复杂度,并利用约束矩阵特征提出一种快速计算原对偶搜索方向的方法以提高规划效率.仿真结果表明,在解耦序列凸优化框架下,定制内点法可将协同轨迹规划耗时降低一个数量级,达到秒级.