无GNSS、特征贫乏环境中无需显式通信的无人机快速集群

本文提出了一种分散式集群方法，用于无人机在无任何外部定位和通信的特征贫乏环境中进行快速协同飞行。提出了一种新颖的无人机邻域模型，以实现鲁棒的机载相互感知和集群状态反馈控制，该模型旨在减少快速集体运动中标准反应式集群模型常见的智能体间振荡。这种新颖的集群方法辅以增强的多机器人状态估计策略，以提高纯机载定位的可靠性，而纯机载定位在真实环境中可能不可靠。尽管MRSE和邻域模型可能依赖于智能体之间的信息交换，我们引入了一种基于估计通信状态的无通信版本的集群框架，以减少对大型集群中通常不可靠的通信网络的依赖。所提出的解决方案已通过一系列复杂的真实世界实验验证，展示了其在不同条件下的整体能力，包括一个以拦截为动机的无人机任务，其群体速度达到了单个硬件平台的物理极限。