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1、多架無(wú)人機(jī)協(xié)同合作能縮短任務(wù)執(zhí)行時(shí)間,提高任務(wù)完成質(zhì)量,讓機(jī)群優(yōu)勢(shì)得到充分發(fā)揮,是未來(lái)無(wú)人機(jī)發(fā)展的必然趨勢(shì)。隨著飛行環(huán)境的日益復(fù)雜,協(xié)同航跡規(guī)劃技術(shù)逐漸成為保障多無(wú)人機(jī)系統(tǒng)自主安全飛行的重要手段,具有非常重要的研究意義。本文主要研究?jī)杉軣o(wú)人機(jī)巡航階段的協(xié)同航跡規(guī)劃技術(shù),以速度矢量場(chǎng)法為核心設(shè)計(jì)協(xié)同規(guī)劃算法,致力于快速為雙機(jī)生成安全可飛的航跡,并在規(guī)劃過(guò)程中實(shí)現(xiàn)雙機(jī)在空間和時(shí)間上的協(xié)同。
首先,完成雙機(jī)協(xié)同關(guān)系的定義,明確了本文
2、的研究目標(biāo);在二維空間中,對(duì)雙機(jī)協(xié)同規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,建立了雙機(jī)協(xié)同控制模型,將規(guī)劃空間轉(zhuǎn)換為速度矢量場(chǎng)的作用空間,實(shí)現(xiàn)雙機(jī)編隊(duì)問(wèn)題的數(shù)學(xué)描述。
其次,設(shè)計(jì)了雙機(jī)協(xié)同控制方法,對(duì)原有的速度矢量場(chǎng)模型加以改進(jìn),將 leader-follower法、Motor Schema結(jié)構(gòu)和速度矢量場(chǎng)法相融合,并修改了合速度的計(jì)算方法,將速度分量乘以可實(shí)時(shí)配置的控制參數(shù)后再進(jìn)行矢量疊加,保證可以根據(jù)實(shí)際環(huán)境動(dòng)態(tài)調(diào)整雙機(jī)的規(guī)劃速度。
3、 然后,在協(xié)同航跡規(guī)劃實(shí)現(xiàn)上,采用路標(biāo)導(dǎo)引法解決速度矢量場(chǎng)陷阱問(wèn)題;對(duì)無(wú)人機(jī)約束融合方法進(jìn)行研究,實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)最小轉(zhuǎn)彎半徑約束和航跡免碰撞約束的融合;設(shè)計(jì)了臨時(shí)目標(biāo)點(diǎn)選擇和探測(cè)步長(zhǎng)調(diào)整兩種協(xié)調(diào)機(jī)制來(lái)保證雙機(jī)的協(xié)同關(guān)系;研究環(huán)境更新方法,采用局部更新策略,保證算法可以應(yīng)用于動(dòng)態(tài)變化的環(huán)境。
最后,設(shè)計(jì)了雙機(jī)協(xié)同規(guī)劃算法,并開(kāi)發(fā)了仿真測(cè)試軟件,完成了對(duì)算法的仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明:雙機(jī)協(xié)同規(guī)劃算法是合理可行的,快速性強(qiáng),能夠有效地
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