近幾年微型無人機(jī)(Micro Air Vehicles,MAV)集群作戰(zhàn)的研究得到了快速發(fā)展,常用于軍事或民用領(lǐng)域執(zhí)行野外偵察、數(shù)據(jù)采集等任務(wù)。本文重點研究了微型無人機(jī)集群編隊控制、避障控制以及集群協(xié)作問題,論文主要工作和貢獻(xiàn)如下:首先研究了微型無人機(jī)集群的編隊控制問題。針對傳統(tǒng)編隊控制算法魯棒性低、存在通信計算瓶頸等問題,提出一種基于虛擬控制網(wǎng)絡(luò)的編隊控制算法。基于目標(biāo)隊形生成虛擬控制點集合,構(gòu)成虛擬控制網(wǎng)絡(luò),通過更新控制點參數(shù),從而實現(xiàn)各種隊形的編隊組建及動態(tài)演化控制過程。并針對算法中集群規(guī)模擴(kuò)大帶來計算量增加的問題,提出基于分區(qū)域的虛擬控制點選擇機(jī)制。與其他編隊控制算法進(jìn)行對比分析,所提算法能形成任意的期望隊形,具有更好的自適應(yīng)性,易于實現(xiàn)大規(guī)模集群編隊。其次,研究了微型無人機(jī)集群的避障控制問題。在障礙物表面構(gòu)造?-型虛擬智能體,結(jié)合人工勢場法,利用虛擬智能體產(chǎn)生的排斥力,改變微型無人機(jī)的速度和方向,實現(xiàn)避障功能。并對傳統(tǒng)人工勢場法進(jìn)行改進(jìn),將排斥距離設(shè)置為與速度、微型無人機(jī)障礙物二者相對夾角有關(guān)的彈性距離,增大極端情況下的“剎車”距離,實現(xiàn)微型無人機(jī)編隊在不同速度場景下的有效避...

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1無人機(jī)集群執(zhí)行任務(wù)場景圖

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文2需要靈活躲避進(jìn)行有效的避障，最終完成一項復(fù)雜的任務(wù)。如圖1-1所示，無人機(jī)集群執(zhí)行任務(wù)。本質(zhì)上，無人機(jī)集群利用若干低成本的小型作戰(zhàn)系統(tǒng)代替了造價昂貴的多任務(wù)系統(tǒng)，與傳統(tǒng)武器系統(tǒng)相比，具有更高的成本效益�？傊瑹o人機(jī)集群利用數(shù)量上的優(yōu)勢，實現(xiàn)了對敵作戰(zhàn)更大....

圖2-5Vicsek模型的典型運動模式[47]（A）密度、噪聲較小時，粒子成簇運動；（B）密度、噪聲較大時，粒子做具有一定關(guān)聯(lián)性的隨機(jī)運動；（C）密度大噪聲

第二章基礎(chǔ)理論簡介19由于Versek模型比較簡單且常用，對其進(jìn)行簡單介紹。Versek模型對Boid模型進(jìn)行了簡化，其初衷是通過構(gòu)建“最小模型”（minimalmodel）找到群集運動產(chǎn)生的最弱條件，該模型將集群中個體的速度大小設(shè)置為常量，個體根據(jù)計算出的鄰域中所有個體的速度方....

圖5-1典型的無人機(jī)集群區(qū)域偵察與目標(biāo)追捕任務(wù)示意圖

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文52機(jī)集群中的普通無人機(jī)跟隨領(lǐng)導(dǎo)者追蹤目標(biāo)，其中只有領(lǐng)導(dǎo)者具有感知目標(biāo)的能力。而實際上，動態(tài)區(qū)域偵察和目標(biāo)追捕是一個統(tǒng)一的綜合性任務(wù)，在實際的軍事戰(zhàn)場中往往是連貫的、缺一不可的，既要求個體具有高度的自主控制能力，如環(huán)境感知、自主決策以及行為規(guī)劃等，又要求個....

圖5-5無障礙環(huán)境微型無人機(jī)區(qū)域偵察運動軌跡及區(qū)域覆蓋圖

第五章基于編隊控制的區(qū)域偵察及目標(biāo)追捕協(xié)作算法63(c)t=32s圖5-5無障礙環(huán)境微型無人機(jī)區(qū)域偵察運動軌跡及區(qū)域覆蓋圖圖5-5展示了微型無人機(jī)處于搜尋模式時的運動軌跡和區(qū)域動態(tài)覆蓋情況。左子圖為微型無人機(jī)的運動軌跡圖。圖中彩色三角形為微型無人機(jī)的位置，三角形的尖角方向為微型無....

本文編號：3959349