一种三维视场约束下的无人机集群协同控制方法

专利概览

申请人

西安理工大学

发明人

薛向宏; 张琛; 袁斌; 张航

申请号

CN202611003019.0

公开号

CN122507157A

申请日

2026-07-07

公开日

2026-08-04

主分类号

G05D1/698

IPC

G05D1/698;G05D1/695;G05D1/693;G05D109/20

代理机构

西安匠星互智知识产权代理有限公司 61291

代理人

叶美

摘要

本发明公开了一种三维视场约束下的无人机集群协同控制方法，属于无人机协同控制领域。该方法包括：建立动力学模型和三维四面体视场几何模型；针对每架无人机及其有向邻居，构建将拓扑保持势与交互优化势融合为一体的有向复合安全势函数，计算其梯度得到有向控制力；针对无向邻居构建基于距离的避碰势函数，计算其梯度得到避碰力；构建由位置环、避碰环和速度环组成的三环分布式控制器，将位置环的有向控制力、避碰环的避碰力、速度环的阻尼项与邻居速度平均项叠加生成加速度控制输入，更新无人机状态形成闭环。本发明通过有向复合安全势与无向避碰势的双层互补架构，在三维视场约束下同时实现了集群拓扑连通保持、动态避障与观测质量优化。