基于AI技术的固定翼无人机集群分布式规避控制系统研究与设计

来源：计算机测量与控制杂志2024年第7期北京时间：

作者：刘胜久

单位：重庆工程职业技术学院 大数据与物联网学院

摘要：固定翼无人机集群是由多个固定翼无人机组成的群体,在飞行任务中协同工作。相比于单个无人机,固定翼无人机集群具有更高的综合性能和更广阔的应用前景。但由于固定翼无人机在恶劣环境作业过程中存在着很多风险,例如障碍物撞击、相邻无人机碰撞等,威胁无人机的安全性。故设计了基于AI技术的固定翼无人机集群分布式规避控制系统。系统硬件单元主要包括AI视觉传感器设计单元、激光雷达传感器设计单元、控制器设计单元与无线通信网络设计单元,通过上述硬件设备提供实时的环境信息,控制无人机飞行姿态,实现信息共享。软件模块基于AI技术解算无人机位置和姿态,计算障碍物位置实现形状感知,完成无人机集群分布式规避控制。通过硬件与软件的协同作业,实现了固定翼无人机集群的分布式规避控制。实验结果显示:应用设计系统获得的无人机位置感知结果、障碍物位置感知结果与实际位置相同,路径总偏离量数值为4m,充分证实了设计系统控制性能较佳。

关键词：分布式;控制器;规避控制;AI技术;固定翼无人机集群;

基金资助：重庆市教育委员会科学技术研究计划青年项目（KJQN202103404，KJQN202303419）、重庆工程职业技术学院校级科研课题(KJA202313)