无人机跟踪过程中的避障问题研究

来源：机械与电子杂志2022年第11期北京时间：

作者：夏生吉;王道波;罗东海;姜燕

单位：南京航空航天大学,江苏 南京 211106

摘要：针对单架无人机跟踪单一目标问题,提出 Lyapunov 矢量场法和速度障碍法相结合的方法,保证 UAV 在执行跟踪任务时的安全。首先,建立无人机运动模型,通过基于 Lyapunov 矢量场法的航向控制使无人机能够收敛到极限环;其次,利用速度障碍法原理判断无人机与障碍物之间是否存在飞行冲突,推导出避障所需的航向控制量;最后,针对障碍物重叠情况,利用几何关系将重叠区域合并,再求解出航向控制量,完成对重叠威胁区域的避障。仿真结果表明,所提算法在单一障碍物和多障碍物的条件下,都能有效地跟踪目标并实现避障。

关键词：无人机;Lyapunov 矢量场;速度障碍法;障碍物重叠;避障