【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
haishikeji696_1 小时前
现成无人机管理系统源码|支持私有化部署、二次开发、政企投标、自动机库对接
人工智能·无人机·低空经济·无人机管理系统·飞控管理系统
zhuidushi44065 小时前
四旋翼无人机制作以及强化学习控制
无人机
YOLO数据集集合8 小时前
【无标题】无人机河道非法捕鱼网分割数据集 | 非法捕鱼网 河道巡检 实例分割 无人机航拍 渔业执法 生态保护9071期
无人机·钓鱼检测·捕鱼检测数据集
AI浩14 小时前
DroneScan-YOLO:针对无人机图像中微小目标的冗余感知轻量级检测
yolo·无人机
YOLO数据集集合15 小时前
无人机热成像人员检测数据集 | 无人机热成像 红外检测 人员检测 低空安防 9067期
无人机·红外人员·红外数据集·无人机热成像·热成像人·识别人员
YOLO数据集集合1 天前
天空反无人机检测数据集 | 无人机检测 多旋翼识别 固定翼识别 低空安防 目标检测9063期
人工智能·yolo·目标检测·计算机视觉·无人机·反无人机
dikong16881 天前
天链通无人机供应链平台售后责任界定详解
无人机·天链通
长沙京卓2 天前
可源码交付|县域低空无人机智能运营平台:AI辅助飞行、巡检闭环与警用低空安防
人工智能·无人机
YOLO数据集集合2 天前
固定翼无人机目标检测数据集 | 固定翼无人机 低空安防 目标检测 YOLO格式9062期
yolo·目标检测·无人机·固定翼无人机·固定翼·无人机识别·反无人机
dikong16882 天前
河北应急消防无人机方案:天链通擅长多品牌设备整合
无人机·天链通