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龍圖騰網(wǎng)恭喜中國(guó)兵器工業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)研究所申請(qǐng)的專利一種無人機(jī)集群控制與避障方法和裝置獲國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN116301051B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-05-06發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202310318031.0，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G05D1/695；該發(fā)明授權(quán)一種無人機(jī)集群控制與避障方法和裝置是由趙小川;李陳;馮運(yùn)鐸;董憶雪;燕琦;劉華鵬;王裕興設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2023-03-28向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本一種無人機(jī)集群控制與避障方法和裝置在說明書摘要公布了：本發(fā)明涉及一種無人機(jī)集群控制與避障方法和裝置，屬于無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，解決現(xiàn)有無人機(jī)對(duì)外界環(huán)境的感知能力、動(dòng)態(tài)變換能力、避障能力不足以滿足其自身的避障需求的問題。方法包括：在無人機(jī)集群中的部分無人機(jī)感知到障礙物時(shí)，部分無人機(jī)中的每架無人機(jī)根據(jù)自身定位和障礙物感知結(jié)果定位障礙物位置并在無人機(jī)集群中廣播障礙物位置；無人機(jī)集群根據(jù)障礙物位置進(jìn)行自適應(yīng)變化并自主調(diào)整無人機(jī)自身航向，使障礙物始終保持在無人機(jī)集群的視線范圍內(nèi)；在無人機(jī)集群通過障礙物之后，無人機(jī)集群的隊(duì)尾保持面向障礙物以確保無人機(jī)集群整體脫離障礙物范圍。無人機(jī)集群根據(jù)障礙物進(jìn)行自適應(yīng)變化并自主調(diào)整無人機(jī)自身航向以實(shí)現(xiàn)集群大范圍障礙物感知能力。

本發(fā)明授權(quán)一種無人機(jī)集群控制與避障方法和裝置在權(quán)利要求書中公布了：1.一種無人機(jī)集群控制與避障方法，其特征在于，包括：在無人機(jī)集群中的部分無人機(jī)感知到障礙物時(shí)，所述部分無人機(jī)中的每架無人機(jī)根據(jù)自身定位和障礙物感知結(jié)果定位障礙物位置并在所述無人機(jī)集群中廣播所述障礙物位置；所述無人機(jī)集群根據(jù)所述障礙物位置進(jìn)行自適應(yīng)變化并自主調(diào)整無人機(jī)自身航向，使所述障礙物始終保持在所述無人機(jī)集群的視線范圍內(nèi)；以及在所述無人機(jī)集群通過障礙物之后，所述無人機(jī)集群的隊(duì)尾保持面向障礙物以確保所述無人機(jī)集群整體脫離障礙物范圍，其中，利用集群控制算法對(duì)初始位置隨機(jī)分布的無人機(jī)集群進(jìn)行集群控制來實(shí)現(xiàn)：所述無人機(jī)集群中各個(gè)無人機(jī)之間的距離趨于一致；所述無人機(jī)集群以虛擬領(lǐng)航者為中心向期望方向運(yùn)動(dòng)；在所述無人機(jī)集群遇到障礙物時(shí)自動(dòng)避障；通過障礙物范圍后集群重新向中心聚攏，恢復(fù)編隊(duì)；所述集群控制算法包括：第i個(gè)無人機(jī)的控制輸入ui和wi，其中，基于控制輸入ui控制所述無人機(jī)集群中無人機(jī)之間的相對(duì)位置和速度，基于控制輸入wi控制所述無人機(jī)集群中無人機(jī)的視線角分布；其中，根據(jù)以下公式表示的無人機(jī)集群總體勢(shì)能Vq確定第i個(gè)無人機(jī)的控制輸入ui： ；其中，q為所述無人機(jī)集群中所有無人機(jī)位置集合，為當(dāng)前距離z到期望距離dα的勢(shì)能積分： ； 為兩個(gè)無人機(jī)之間的吸引力： ； ； ；其中，a、b、c、h為曲線參數(shù)，為無人機(jī)的感知距離，由于范數(shù)在處不可導(dǎo)，將范數(shù)改寫為處處可導(dǎo)的范數(shù)，范數(shù)用于構(gòu)造光滑的人工勢(shì)場(chǎng)函數(shù)，為范數(shù)參數(shù)。

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