大规模UAV编队信息交互拓扑的分级分布式生成

摘要：

UAV编队信息交互拓扑的优化设计是保证UAV编队安全性和任务执行高效性的重要基础.目前队形保持下UAV编队信息交互拓扑生成算法局限于小规模编队,且优化目标单一.针对这一问题,采用了分级分簇结构扩展信息交互拓扑层级,以满足大规模场景,同时以提高编队续航能力和减少编队总通信代价为组合优化目标,提出了基于最小树形图的分级分布式领航-跟随者编队信息交互拓扑生成算法,并通过OMNeT++进行了仿真验证.实验结果表明在考虑位置误差传递迭代时,分级分布式领航-跟随者编队的总通信代价明显低于传统领航-跟随者编队,且通过周期性更新簇首,网络能耗更加均衡,提高了编队续航能力;在80架UAV编队规模下,分级分布式领航-跟随者编队生成算法能够在0.3 s内求解完成,相比于传统领航-跟随者编队算法,求解效率提高了约2.5倍;在100架UAV编队规模下,分级分布式领航-跟随者编队生成算法能够在0.4 s内求解完成,而传统领航-跟随者编队由于位置误差的传递迭代已不能保持原有队形.

关键词：无人机编队、信息交互拓扑、分级分簇、队形保持、领航-跟随者

所属期刊栏目：42

分类号：V243.1;N945.15(航空仪表、航空设备、飞行控制与导航)

资助基金：国家自然科学基金;装备预研项目

在线出版日期：2021-07-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：441-451