面向中继通信的空地协同无人机编队控制算法设计与仿真

来源：电子与信息学报杂志2023年第8期北京时间：

作者：李博, 陈梦媛, 杨洪娟, 赵楠, 王钢

单位：1.哈尔滨工业大学(威海)信息科学与工程学院 威海 2642092.大连理工大学电子信息与电气工程学部 大连 1160243.哈尔滨工业大学通信技术研究所 哈尔滨 150001

摘要：随着无人机(UAV)应用场景的不断丰富，近年来利用无人机编队实现空地协同的任务日益增多。根据现阶段的编队体系和控制方法，该文设计一种基于行为策略的空地协同无人机编队控制算法：通过引入空地协同思想，为地面移动用户提供中继通信服务，扩大了无人机编队的通信覆盖范围。为7架无人机组成的编队设计了4种无人机队形，推导相应的单位中心站位标准，并使用Unity软件对空地协同无人机编队控制算法进行仿真，测试使用该算法的无人机编队在理想环境下的转弯性能和模拟实际环境下的避障、中继通信以及队形变化能力。基于所提出的空地协同算法，设计了两种任务方案：区域搜索覆盖主任务方案和用户失联搜救应急方案。实验仿真证明了改进的空地协同无人机编队控制算法及两种方案具有可行性。

关键词：空地协同, 无人机编队, 编队控制算法, 基于行为策略算法

基金资助：国家自然科学基金(62171154, 61901137)，山东省自然科学基金(ZR2020MF007)，广东省空天通信与网络技术重点实验室开放基金(2018B030322004)