[发明专利]基于人工势场法的四旋翼无人机集群控制方法及其装置

摘要

本发明公开了一种基于人工势场法的四旋翼无人机集群控制方法及其装置，该方法包括以下步骤：步骤S100：采用M架四旋翼无人机组成四旋翼无人机集群，根据四旋翼无人机集群编队构型，设定集群各内部成员的期望位置和速度矢量，建立第i内部成员的运动学方程；步骤S200：根据期望位置、速度矢量、运动学方程和运动类型，基于人工势场法构建第i内部成员的速度控制函数，步骤S300：采用各速度控制函数控制各内部成员进行运动类型的运动。该控制方法具有易于实现，实时性好和编队控制效果良好的效果，适用于大规模的四旋翼无人机集群控制，能实现集群的编队、朝向目标运动以及避障。本发明的又一方面还提供了上述方法用的装置。

主权项

1.一种基于人工势场法的四旋翼无人机集群控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S100：采用M架四旋翼无人机组成所述四旋翼无人机集群，根据所述四旋翼无人机集群编队构型，设定集群各内部成员的期望位置和速度矢量，建立第i所述内部成员的运动学方程；步骤S200：根据所述期望位置、所述速度矢量、所述运动学方程和运动类型，基于人工势场法构建第i所述内部成员的速度控制函数，取i＝i+1后重复所述步骤S100～S200，直至i＝M，得到所有所述内部成员的速度控制函数；步骤S300：采用各所述速度控制函数控制各所述内部成员进行所述运动类型的运动；所述运动类型包括编队运动、朝向目标运动和避障运动中的至少一种，第i所述内部成员的速度控制函数vi表示如下：其中，χi表示第i所述内部成员的位置矢量，gij(·)表示各所述内部成员之间的相互作用函数，pE表示环境源位置矢量，gE(·)表示环境源矢量对各所述内部成员的作用函数，pa表示目标点位置矢量、ga(·)表示目标点位置矢量对各所述内部成员的作用函数。