3维未知复杂环境下无人机群协同围捕

来源：信息与控制杂志2024年第6期北京时间：

作者：张红强, 蒋萍, 吴亮红, 王汐, 左词立, 陈祖国, 陈亮

摘要：针对3维未知复杂环境下无人机群协同围捕问题，提出了一种基于膨胀算法和3维简化虚拟受力围捕模型相结合的围捕算法(3D-ESVFH)。首先构建无人机个体运动模型，针对3维未知复杂环境中的非凸障碍物，采用半球和球形膨胀相结合的膨胀算法，并对自然界中围捕行为进行分解，抽象出3维简化虚拟受力围捕模型，接着采用李雅普诺夫函数对系统进行稳定性分析。不同情况下的仿真结果表明，所提的围捕方法可以使无人机群避障的同时保持良好的围捕队形。将膨胀算法和3维简化虚拟受力围捕模型分别与循障算法、松散偏好规则方法进行对比分析，本文方法在时间消耗、路径消耗上分别减少了12.72%、9.79%和20.05%、8.35%。

关键词：无人机群, 3维未知复杂环境, 膨胀算法, 3维简化虚拟受力围捕模型