● 摘要
协同航迹规划技术是多无人机任务规划系统的关键技术之一，是实现无人机自主控制的必要组成部分，在实际应用中具有重大意义。本文在综述目前典型的多机协同航迹方法与一致性问题的基础上，针对多无人机同时到达目标问题，进行了深入的研究。对分散式多机协同航迹问题进行了建模。对所研究的多架无人机同时到达目标问题进行了数学描述；根据所研究问题的需要，给出了本文航路点的表示形式，定义了航迹约束条件和航迹代价函数。提出了一种分散式多机协同航迹规划两层体系结构。上层为协调一致层，主要解决编队内多架无人机为完成任务所须协商一致的问题。下层为规划层，先通过航迹预规划，拟定本机完成任务的期望参数值；然后根据协调一致层的结果，通过调整虚拟速度进行航迹再规划，得到最终的航迹。该体系结构减小了问题解算的复杂度，计算速度快，鲁棒性强。在分散式多机协同航迹规划体系结构的基础上，提出了一种基于一致性算法多机协同航迹规划方法。该方法结合了一致性算法和稀疏A*搜索三维航迹规划算法，能在较短的时间内完成编队UAV的协同规划，最终每架无人机都得到一条三维飞行轨迹和相应的飞行速度，同时到达目标。在VC++环境下设计了多机协同航迹规划仿真软件。仿真结果表明，基于一致性算法的多机协同航迹规划方法可行、有效。