基于鸽子行为的三维多无人机系统障碍物检测与规避新方法

近期多智能体系统的进展表明，多无人机系统在城市区域的应用需求日益增长，而这些区域总是存在静态和动态障碍物。以斑马鱼和鸽子的集体行为为灵感，本文的研究重点是引入一种针对多无人机系统的基于鸽子行为的无碰撞编队控制方法，考虑障碍物规避 maneuver。本研究开发的框架利用半分布式控制方法：基于概率的 Lloyd 算法，集中式引导算法用于最优无人机定位；而分布式控制方法用于车辆间碰撞和障碍物规避。进一步，本文将所提框架扩展至三维空间，提出了新的三维 maneuver 定义。最后，本文将该框架应用于二维和三维场景中的多无人机系统，结果表明该方法在包含静止和运动障碍物的动态环境中有效。