無人機集群防撞方法是一本2021年出版的圖書，由科學出版社出版
基本介紹
- 中文名：無人機集群防撞方法
- 作者：湯俊
- 出版時間：2021年
- 出版社：科學出版社
- ISBN：9787030682642
內容簡介,目錄,
內容簡介
本書從多個方面系統地對無人機集群的防撞方法進行介紹，包括面向無人機單機的分散式防撞策略和不同飛行場景下的多無人機防撞策略設計，以及自組織飛行條件下的無人機集群防撞問題，並給出衝突解脫方案。
目錄
前言
第1章 概述 1
1.1 背景 1
1.2 當前研究進展 2
1.2.1 無人機編隊飛行方法 3
1.2.2 無人機自組織飛行方法 4
1.2.3 無人機防撞方法 6
1.3 本書主要研究內容 8
第2章 無人機集群飛行防撞框架和關鍵技術分析 10
2.1 無人機集群飛行防撞框架 10
2.1.1 無人機集群飛行防撞框架的設計 10
2.1.2 基於複雜網路的無人機集群飛行防撞思路 11
2.2 無人機集群飛行防撞關鍵方法 12
2.2.1 人工勢場法 12
2.2.2 傳統民航防撞系統防撞方法 12
2.2.3 基於共識算法的編隊飛行方法 13
2.2.4 基於Reynolds規則的自組織飛行方法 13
2.3 無人機的運動過程建模 14
2.3.1 基於六自由度的無人機運動過程建模 14
2.3.2 Piccolo控制的無人機運動過程建模 15
2.4 本章小結 15
第3章 面向無人機單機的分散式防撞策略 17
3.1 時空混合衝突檢測模型 17
3.2 基於六自由度的航跡管理單元 20
3.3 基於魯棒性最大原則的防撞策略 22
3.4 基於分散式的協調策略 24
3.5 基於干擾最小化的防撞機動激活 27
3.6 示例分析 28
3.6.1 初始條件 29
3.6.2 五機衝突場景 29
3.6.3 連鎖衝突場景 32
3.7 本章小結 36
第4章 面向無人機編隊的控制策略 37
4.1 無人機編隊的網路結構 37
4.2 編隊控制的高層結構 39
4.3 基於改進人工勢場的防撞策略 41
4.4 編隊控制的低層結構 42
4.5 示例分析 45
4.5.1 初始條件 45
4.5.2 多編隊衝突場景 46
4.5.3 連環衝突場景 49
4.6 本章小結 52
第5章 基於複雜網路的無人機防撞方法 53
5.1 核心算法 53
5.1.1 數學模型 53
5.1.2 關鍵節點選擇 56
5.1.3 防撞方向選擇 60
5.2 仿真實驗 62
5.2.1 案例情景 62
5.2.2 進一步的研究 67
5.3 本章小結 69
第6章 基於二階共識算法和改進人工勢場的無人機集群防撞方法 70
6.1 共識算法 70
6.1.1 圖論 70
6.1.2 自適應人工勢場法 73
6.2 二階共識編隊控制模型和改進無人機防撞方法 73
6.2.1 編隊控制連續時域模型 73
6.2.2 離散化數據處理 74
6.2.3 基於改進人工勢場法的路徑最佳化 75
6.2.4 無人機編隊保持集群防撞方法 76
6.3 仿真案例 77
6.3.1 靜態障礙物場景 77
6.3.2 動態障礙物場景 80
6.4 本章小結 83
第7章 無人機自組織飛行防撞方法 84
7.1 傳統Reynolds模型 84
7.2 具有碰撞避免功能的最佳化模型 85
7.2.1 最佳化的集群模型 85
7.2.2 集群最佳化方法 88
7.2.3 無人機集群之間的防撞 89
7.3 仿真實驗 91
7.3.1 無人機集群相向飛行場景 92
7.3.2 無人機集群易觸發多米諾效應場景 93
7.3.3 無人機集群垂直方向聚集場景 95
7.3.4 無人機集群三個方向聚集場景 96
7.4 本章小結 97
第8章 面向無人機編隊的混合式防撞策略 99
8.1 集中/分散式混合的編隊結構 99
8.2 時空混合的編隊衝突檢測模型 100
8.3 編隊防撞策略生成模型 103
8.4 編隊防撞機動的激活 107
8.5 示例分析 108
8.5.1 五機衝突場景 109
8.5.2 連環衝突場景 112
8.6 本章小結 115
參考文獻 116
