视觉辅助的多无人机系网系统捕获非合作目标的动力学与控制
机器人学
2025-06-05 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
随着在低空空域运行的无人驾驶飞行器（UAV）数量持续增加，非合作目标对低空操作构成了日益增长的挑战。为解决这一问题，本文提出了一种多无人机系网系统作为捕获非合作目标的非致命解决方案。为验证所提出的系统，我们开发了mySim，一个基于多体动力学的UAV仿真环境，集成了高精度物理建模、基于视觉的运动跟踪和强化学习驱动的控制策略。在mySim中，弹簧-阻尼器模型用于模拟系网动态行为，而整个系统的动力学使用多体动力学（MBD）进行建模，以准确表示系统交互。无人机和目标的运动通过VINS-MONO和DETR进行估计，系统通过MAPPO自主执行捕获策略。仿真结果表明mySim准确模拟了系统的动力学与控制，成功使多无人机系网系统能够捕获非推进和机动的非合作目标。通过提供一个将动力学建模与感知和学习型控制集成的高精度仿真平台，mySim能够在实际部署前高效测试和优化基于UAV的控制策略。该方法为模拟复杂的无人机协调任务提供了显著优势，并有望应用于其他基于UAV系统的设计。
引用
@article{arxiv.2506.03297,
title = {Dynamics and Control of Vision-Aided Multi-UAV-tethered Netted System Capturing Non-Cooperative Target},
author = {Runhan Liu and Hui Ren and Wei Fan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.03297},
year = {2025}
}