用于无人机群保证避碰的事件触发分布式模型预测控制
系统与控制
2022-10-04 v1 系统与控制
摘要
分布式模型预测控制(DMPC)常用于解决无人机(UAV)群路径规划。然而，它需要在无人机上载进行大量计算，导致重量与功耗增加。本工作中，我们提出将路径规划计算卸载到多个地面计算单元。由于对大型机群在严格时序要求下同时通信并重算所有轨迹不可行，我们开发了一种新颖的事件触发DMPC，其选择最相关无人机轨迹子集进行重规划。所得架构降低了无人机重量与功耗，而主动冗余提供了针对计算单元故障的鲁棒性。此外，该DMPC对具有线性动力学的无人机保证可行且无碰撞轨迹。在仿真中，我们证明本方法能可靠规划轨迹，同时节省60%网络流量与所需计算功耗。硬件在环实验表明其适用于控制真实四旋翼机群。
引用
@article{arxiv.2206.11020,
title = {Event-triggered and distributed model predictive control for guaranteed collision avoidance in UAV swarms},
author = {Alexander Gräfe and Joram Eickhoff and Sebastian Trimpe},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.11020},
year = {2022}
}
备注
Accepted for publication at the IFAC Conference on Networked Systems (NecSys) 2022