紫外非均匀虚拟势场下无人机编队重构避碰算法

来源：电子与信息学报杂志2023年第5期北京时间：

作者：赵太飞, 张健伟, 容开新, 张雯

单位：1.西安理工大学自动化与信息工程学院 西安 7100482.陕西省智能协同网络军民共建重点实验室 西安 710000

摘要：针对复杂电磁环境下无人机编队重构过程中的路径规划和机间避碰问题，该文在传统紫外虚拟势场基础上，利用距离因子对斥力函数进行了改进，构建了一种紫外非均匀虚拟势场来协助无人机进行机间避碰。改进的紫外非均匀虚拟势场可以使得无人机避碰路径更加平滑，相同时间内，无人机可以飞行更远的距离。此外，通过无线紫外光测距方法计算无人机机间距离，并结合紫外非均匀势场对传统的人工势场法进行改进，实现无人机编队重构。仿真结果表明，该文算法可以有效解决传统算法下路径振荡和局部最小值问题，同时避碰效率相比传统人工势场算法有明显提升，在预设环境中该文算法路程缩短6%，到达目标点的时间提前40%。最后在两种不同的队形重构场景下，对该文算法进行了验证，结果表明该文算法可以有效实现无人机队形重构中预期的机间避碰效果。

关键词：紫外光通信, 电磁干扰, 无人机编队, 防碰撞

基金资助：国家自然科学基金 (61971345)，陕西省重点研发计划 (2021GY-044)，西安市碑林区科技计划 (GX1921)，榆林市科技项目(2019-145)，西安市科学计划(CXY1835(4))