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空天防御  2025, Vol. 8 Issue (1): 31-40    
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无人机群协同侦察多点目标路径规划与控制
何通1, 韦亚利2, 卢青1, 毕千3
1. 西北工业大学 精确制导与控制研究所,陕西 西安 710072; 2. 上海机电工程研究所,上海 201109; 3. 电磁空间安全全国重点实验室,四川 成都 610036
Path Planning and Control of UAV Cluster Cooperative Reconnaissance Multi-Point Targets
HE Tong1, WEI Yali2, LU Qing1, BI Qian3
1. Institute of Precision Guidance and Control, Northwestern Polytechnical University, Xi'an 710072, Shaanxi, China; 2. Shanghai Electro-Mechanical Engineering Institute, Shanghai 201109, China; 3. National Key Laboratory of Electromagnetic Space Safety, Chengdu 610036,Sichuan, China
全文: PDF(1998 KB)  
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 以多架无人机协同侦察多个点状目标为研究背景,本文设计一种基于侦察范围覆盖的聚类算法,利用蚁群算法和一致性算法解决多点目标的路径规划与控制问题。首先,设计聚类算法将目标点进行重新整合规划,解决目标点多次重复侦察的问题;其次,根据整合后的目标聚类结果规划无人机的飞行路径,将聚类后的虚拟目标点生成侦察序列;最后,使用设计的控制算法完成无人机编队的队形保持和路径跟踪,使无人机集群能够保持一定的编队队形,并能够按照侦察序列完成侦察任务。根据上述算法进行仿真验证,检验了聚类算法、路径规划、无人机控制和路径控制的有效性。
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关键词 无人机集群聚类路径规划协同控制    
Abstract:Based on the background of multi-UAV cooperative reconnaissance of multi-point targets, a clustering algorithm using reconnaissance coverage was designed in this study. The path planning and control problem of multi-point targets was solved by employing the ant colony algorithm and consistency algorithm. Firstly, a clustering algorithm was designed to reintegrate the target points to resolve the problem of repeated reconnaissance of target points. Then, the UAV flight path was projected according to the integrated target clustering results, and the reconnaissance sequence was determined from the clustered virtual target points. Finally, the consistency algorithm was applied to complete the formation-keeping and path-tracking algorithm of the UAV formation so that the UAV cluster could maintain a certain formation and complete the reconnaissance task according to the reconnaissance sequence. Simulation verification was carried out using the above algorithm, and the effectiveness of the clustering algorithm, path planning, UAV control and path control were verified.
Key wordsUAV cluster    clustering algorithm    path planning    cooperative control
收稿日期: 2023-10-09      出版日期: 2025-03-22
ZTFLH:  V 24  
基金资助:国家自然科学基金资助项目(62373307;62103331);中国航天科技集团有限公司上海航天科技创新基金资助项目(SAST2020-008)
通讯作者: 卢青(1990—),男,博士,副研究员。   
作者简介: 何通(1989—),男,硕士,助理研究员。
引用本文:   
何通, 韦亚利, 卢青, 毕千. 无人机群协同侦察多点目标路径规划与控制[J]. 空天防御, 2025, 8(1): 31-40.
HE Tong, WEI Yali, LU Qing, BI Qian. Path Planning and Control of UAV Cluster Cooperative Reconnaissance Multi-Point Targets. Air & Space Defense, 2025, 8(1): 31-40.
链接本文:  
https://www.qk.sjtu.edu.cn/ktfy/CN/      或      https://www.qk.sjtu.edu.cn/ktfy/CN/Y2025/V8/I1/31

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