通信距离约束下的无人船集群覆盖搜索方法

来源：系统工程与电子技术杂志2022年第12期北京时间：

作者：尹洋, 杨全顺, 王征, 刘洋

单位：海军工程大学电气工程学院, 湖北 武汉 430033

摘要：针对通信距离受限时水面无人船(unmanned surface vessel, USV)集群对未知水域的覆盖搜索问题, 提出一种竞拍协同边界探索算法。首先根据边界探索的思想提取地图探测边界, 然后以基于层次聚类思想进行改进的K-means++聚类算法划分任务区间, 消除不安全或低收益的目标搜索点, 再以分布式竞拍算法为USV集群动态分配搜索任务, 使集群搜索效率最大化, 各艇经过多轮分配、执行搜索任务直至覆盖全水域。仿真实验表明，在相同集群规模下, 相较于无协作的几种边界探索算法, 该算法任务用时和集群航行总路程更少; 在相同任务地图下, 覆盖搜索效率随USV集群规模增大而提高。

关键词：集群协同,边界探索,任务分配,路径规划

基金资助：国家自然科学基金自主项目(41876222);湖北省杰出青年科学基金(2019CFA086)