基于势场导引的空地跨域协同探测方法

作     者：于汶江 谢旭东 王子凡 尹登宇 颜鹏 郭继峰 YU Wenjiang;XIE Xudong;WANG Zifan;YIN Dengyu;YAN Peng;GUO Jifeng

作者机构：哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001 成都飞机设计研究所成都610031 

出 版 物：《无人系统技术》 (Unmanned Systems Technology)

年 卷 期：2023年第6卷第6期

页      面：12-20页

学科分类：081104[工学-模式识别与智能系统] 08[工学] 0811[工学-控制科学与工程] 

主　　题：跨域协同 异构无人系统 区域探测 探测程度 人工势场 路径规划 

摘      要：对未知区域的探测一直是无人系统的典型任务场景,具有广泛的应用性。但探测过程中各种信息通常十分冗杂,仅一次覆盖探测往往无法获取任务所需的全部信息。针对此,受人工势场法启发,提出了一种通过势场来为空地异构无人平台提供导引的探测策略。首先,将未知区域进行栅格化处理;其次,针对无人机与无人车在探测过程中的特点与优势分别为其设计不同的势场函数,使得无人机与无人车组成的异构无人系统优势互补,能在较短的时间内安全无碰撞地实现协同探测;最后,搭建仿真环境对提出的探测策略进行验证,并与其他传统算法进行对比。仿真结果表明,所提出的协同探测策略能导引无人系统以较短时间在任务区域内多次覆盖探测,以达到任务规定探测程度且探测完成时间相比于覆盖路径规划的传统方法降低了约41%,具备一定的时间优越性。