多无人机航迹规划算法

无人机编队方法 ——集中 式
• 长机 - 僚机法（Leader-Follower）

• 长机通过预设的方案得到的临时命令计算出正确的飞行轨迹；僚机则仅需以某种控制策略和队形跟随长机飞行。

• 模型、直观，易理解，易实现，体系稳定成熟过于依赖长机，存在误差传导问题。

• 虚拟结构法

• 将多无人机机群当作一个统一的虚拟刚体。设定一个虚拟的几何中心，编队中的所有无人机参照这一虚拟几何中心编队飞行并执行任务。

• 解除了长机-僚机法中对于长机的依赖，解决了误差传导问题。

• 集中控制方法，对系统的通信能力要求较高，自主性低。存在延迟。

无人机编队方法 —— 分布式

• 基于行为法

• 整个机群分解成多个子系统，每一个子系统中设定了几种经过计算并通过数学表达式定义的基本行为控制方法，子系统中的无人机可以通过局部的信息交互并利用基本行为控制方法达到编队的目的。

• 适应性强，编队中的无人机碰撞避免易于实现，通信量少子系统的行为定义困难，设计复杂。

• 人工势场法

• 设置两种类型的势能场：斥力势场和引力势场。引力势场使得编队中的每架无人机都有向虚拟领航者靠近的趋势，同时受到其他无人机产生的斥力场的作用以使无人机编队保持稳定。在障碍物附近设置斥力势场，无人机编队解散队形躲避该障碍物，在执行巡航任务的过程中避免与障碍物发生碰撞。

• 实现简单、意义明确、计算量少和实时性能强

• 在目标位置附近有障碍物，无法到达目标位置；势场函数存在局部极小值，导致无人机无法跳出局部极小点

无人机编队 模型 —— 三维二阶运动学 模型 

,,描述位置，相对大地坐标系速度，x,y,z描述位置，v相对大地坐标系速度，

λ，φ分别为俯仰角和航向角λ，φ分别为俯仰角和航向角

μ，ω，a分别为航向角变化率，俯仰角变化率和地速加速度

多机模型——第i个无人机

下一篇博客会写一些航迹规划的常用算法以及相关代码。本篇参考了大量毕业论文，包括图片，文献来源于知网等。