双无人机对地快速移动目标跟踪的构型设计与控制方法

作     者：杨璇 尹栋 王惠方 陈浩 张轩 张伟杰 YANG Xuan;YIN Dong;WANG Huifang;CHEN Hao;ZHANG Xuan;ZHANG Weijie

作者机构：西北机电工程研究所陕西咸阳712099 国防科技大学智能科学学院湖南长沙410000 

出 版 物：《火炮发射与控制学报》 (Journal of Gun Launch & Control)

年 卷 期：2024年第45卷第2期

页      面：14-21页

学科分类：08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 0804[工学-仪器科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金重点项目(61931020) 国家自然科学基金(62303483) 

主　　题：无人机 目标跟踪 编队控制律 Leader-Follower 视线关系 Lyapunov 

摘      要：为实现对地面快速移动目标的探测跟踪,基于无人机侦察载荷的误差模型,设计了双无人机编队跟踪目标的构型与跟踪控制律。面向持续跟踪的典型应用场景,设计了基于Leader-Follower的双机编队构型,并基于相机误差模型建立了双无人机探测叠加区域的误差分布模型,以此确定了目标与无人机编队的位置关系。之后,基于无人机与目标的视觉关系定义长机的矢量前置角和与目标之间的距离为跟踪误差,设计了基于李雅普诺夫方法的跟踪控制律,并证明跟踪控制的渐近稳定性。设计了僚机相对于长机的编队控制律,以保持双机平行编队的构型。仿真结果表明,目标机动运动时,双无人机系统能够在较短时间内收敛,实现对目标的持续稳定跟踪。