未知环境下无人机集群协同区域搜索算法

发布时间：2021-05-12 09:59

　　针对无人机集群在无先验信息的未知环境中协同搜索的问题,提出了一种以覆盖率为实时搜索奖励的无人机集群协同区域搜索算法。首先建立覆盖分布地图（CDM）来描述任务环境,并采用Hadamard积实现CDM的快速更新,继而基于CDM计算覆盖率来定量描述实时搜索效果。将无人机集群视为一个控制系统,基于分布式模型预测控制理论建立系统的预测模型,并将预测周期内最大覆盖率增量设为奖励函数,采用差分进化算法进行求解,得到最优解作为系统的最优输入。仿真结果表明,所提算法能够对区域进行覆盖搜索,在出现突发情况时,覆盖率远高于平行搜索方法。 

【文章来源】：北京航空航天大学学报. 2019,45(02)北大核心EICSCD

【文章页数】：10 页

【文章目录】：
1协同搜索问题建模
    1.1问题描述
    1.2环境模型
    1.3 UAV模型
2覆盖分布地图更新方法
    2.1探测矩阵
    2.2覆盖分布地图的更新
    2.3覆盖分布地图的信息融合
3奖励函数与搜索算法
    3.1搜索奖励函数
    3.2基于DMPC和DE的协同搜索算法
4仿真分析
    4.1实验1
    4.2实验2
5结论


【参考文献】：
期刊论文
[1]带信息素回访机制的多无人机分布式协同目标搜索[J]. 刘重,高晓光,符小卫.  系统工程与电子技术. 2017(09)
[2]基于CPS的空中交通系统架构及能力涌现方法[J]. 梁晓龙,张佳强,祝捷,刘苹妮.  空军工程大学学报(自然科学版). 2016(01)
[3]不确定环境下多无人机协同区域搜索算法[J]. 符小卫,魏广伟,高晓光.  系统工程与电子技术. 2016(04)
[4]大规模无人系统集群智能控制方法综述[J]. 梁晓龙,孙强,尹忠海,王亚利,刘苹妮.  计算机应用研究. 2015(01)
[5]多无人机协同搜索区域分割与覆盖[J]. 于驷男,周锐,夏洁,车军.  北京航空航天大学学报. 2015(01)
[6]多UAV协同搜索的博弈论模型及快速求解方法[J]. 杜继永,张凤鸣,毛红保,刘华伟,杨骥.  上海交通大学学报. 2013(04)
[7]不确定环境下的多无人机协同搜索航路规划[J]. 吴文超,黄长强,宋磊,唐上钦,白壬潮.  兵工学报. 2011(11)
[8]一种凸多边形区域的无人机覆盖航迹规划算法[J]. 陈海,王新民,焦裕松,李俨.  航空学报. 2010(09)
[9]基于分布式模型预测控制的多UAV协同区域搜索[J]. 彭辉,沈林成,朱华勇.  航空学报. 2010(03)

硕士论文
[1]无人机区域侦察航路规划研究[D]. 郑宏捷.国防科学技术大学 2011



本文编号：3183213