多无人机三维群集算法的适用性研究与改进

针对多无人机群三维空间运动的复杂群集控制问题,提出了基于生物群集行为、依据Reynolds规则描述的三维群集控制算法。已有的研究大多将无人机群集运动简化为二维平面运动,但这不符合实际控制需求。为此,将群集控制算法和人工势场算法推广到三维无人机群集控制中,建立了三维无人机群空间运动模型,通过多种不同条件下的仿真,研究了两种算法在三维群集控制中的有效性。结果显示两种算法用于三维群集控制均具有一定效果,但相对二维所需要的条件更为苛刻。同时,注意到智能算法具有更好的群体聚集效果,而人工势场算法则避碰效果更迅速明显。据此,对人工势场算法和智能算法进行了改进,通过在距离大于平衡点时采用智能算法聚集,在距离小于平衡点时采用人工势场算法避碰,得到能同时获得更好的聚集、避碰效果的新的群集控制算法。