【paper】环形虚拟管内的多无人机协同目标包围

  • Multi-UAV cooperative target encirclement within an annular virtual tube
  • 2022.8
  • ELSEVIER Aerospace Science and Technology【Q1 5.6】
  • Yan Gao 全权 北航

Q1 Background:本文试图解决一个什么样的问题?

  • 多无人机对单个静态目标进行连续包围任务,即以规定的半径、圆周速度和机器人间的角间距环绕运动目标

    上图存在的问题是当无人机数量不断增加,越来越拥挤,有相撞的风险,需要扩大圆形的半径来完成包围任务,由于环境的限制,可能是不可行的。需要找到一种包含更多无人机的解决方案。如下图

Q2 What's Known:之前解决这个问题有哪些方法?

⚡收敛到闭合曲线:

  • 圆形:standoff tracking(防区外跟踪)
    • Lyapunov guidance vector filed:李雅普诺夫矢量场
    • NMPC
    • back-stepping
  • 不规则闭合曲线
    • APF

Q3 What's New:本文是用什么样的方法如何解决这个问题的?

⚡ 收敛到 annular space(环形空间)

  • 提出了一种环形虚拟管的分布式矢量场控制方法。精心设计了一些李雅普诺夫样函数,并基于不变集定理进行了形式化分析

method

  1. 单积分质点模型 + 饱和速度控制
  2. 建模成环形曲线虚拟管
  3. 三类飞行区域:安全、避障、长度【这里的长度区域表示与相邻无人机要保持一个沿着曲线管道定义的长度】
  4. 四个假设:管道信息对于任何无人机都是全局已知、初始情况所有无人机无碰撞、能获得到一定距离内无人机的距离、初始时刻位于管道内【基本目标包围问题】和初始时刻位于管道外【一般目标包围问题】
  5. 类李雅普诺夫控制器设计
  • 基本目标包围问题控制器
  • 一般目标包围问题控制器

Q4 What's the Contribution

  • 提出了严格数学定义的环形虚拟管。环形虚拟管是专门为多架无人机包围目标而设计的。与所有无人机收敛到闭合曲线相比,环形虚拟管可以突破具有相同闭合曲线的无人机的数量限制
  • 针对目标包围问题,提出了一种分布式多无人机控制器。需要处理死锁问题

Q5 What's the Inspiration:个人的启发,Creation和畅想。

  • 跟之前的管道文章使用的方法大同小异
  • 研究的是包围静态目标,可以考虑下动态目标
  • 考虑以规定的圆周速度环绕目标
相关推荐
深紫色的三北六号17 小时前
仿大疆司空2面状航线生成——凸多边形区域航线生成算法详解
java·算法·无人机·大疆·航线规划
moonsims19 小时前
AiBrainBox-UGV-机器人行业的通感算控自主中枢平台Robot Autonomous Brain Platform
数码相机·无人机
瑞璐塑业peek注塑21 小时前
精密注塑技术革新无人机制造,实现轻量化、降本的解决方案
无人机·制造
洛阳吕工1 天前
打造无人机实时图传系统:ZLMediaKit 高性能部署全流程详解
无人机
Guheyunyi1 天前
无人机巡检系统,高效精准守护全场景安全
大数据·人工智能·科技·安全·架构·无人机
Coovally AI模型快速验证1 天前
RK3588上111 FPS:轻量YOLOv8+异步视频处理系统实现无人机自主电力巡检
yolo·无人机·rk3588·yolov8·塔杆定位
LONGZETECH1 天前
无人机检测维修仿真软件深度剖析:架构选型、功能实现与落地实践
科技·架构·无人机·无人机教学软件
VBsemi-专注于MOSFET研发定制1 天前
面向AI低空应急指挥平台的无人机动力与负载管理MOSFET选型策略与器件适配手册
人工智能·无人机
无忧智库1 天前
智库级深度复盘:石油石化管线与危化品库区低空防爆无人机巡检系统的架构演进与业务重塑(WORD)
架构·无人机
SmartRadio2 天前
NRF52833 + MPU6050 室内定位跟随无人机
游戏引擎·无人机·cocos2d