基于博弈论的去中心化多无人机冲突消解与涌现交通流调度

本文引入基于微分博弈论的无人机去中心化控制概念。该方法在采用滚动时域方法假设对手无人机预期行为的前提下，优化本机（ego drone）的行为。在每个控制时刻，该方案计算纳什均衡控制信号并应用于该控制周期。由此得到一种应用于所有相关无人机的多无人机冲突消解方案。本文讨论该方法并给出数值算法，展示若干说明模型性能的示例。我们考察本机的行为以及由此产生的集体无人机流调度。后者表明，尽管该方法旨在优化本机的运行代价，但实验证明由于多种流型的自组织，所产生的流调度非常高效。所呈现的工作通过提供一种具有良好宏观流性能特征的通用多无人机冲突消解方法，推进了当前技术水平。该方法能够相对直接地纳入由感知与通信引起的误差，并允许包含不同风险等级（例如传感器与通信技术故障）、优先规则、法规以及高层控制信号（例如路由、动态限速）。