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Estrategia de Guía de Evitación de Colisiones Basada en Funciones de Barrera de Control para un Entorno de Persecución-Esquiva con Múltiples UAV de Ala Fija

Autores: Lv, Xinyuan; Peng, Chi; Ma, Jianjun

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Estrategia de Guía de Evitación de Colisiones Basada en Funciones de Barrera de Control para un Entorno de Persecución-Esquiva con Múltiples UAV de Ala Fija


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Evitación de colisiones
UAVs
HOCBFs
Estrategia de guía
Objetivos
Restricciones

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Para abordar el posible problema de colisión que surge de múltiples vehículos aéreos no tripulados (UAV) de ala fija interceptando objetivos en escenarios de persecución-esquiva n-on-n y n-on-1, proponemos una estrategia de guía de evitación de colisiones para UAV basada en funciones de barrera de control de alto orden (HOCBF). Inicialmente, se establece un modelo bidimensional de múltiples UAV y objetivos, y se determina la interacción entre los UAV. Posteriormente, el problema de evitación de colisiones dentro de un enjambre de UAV se formula como un problema matemático que involucra múltiples restricciones en forma de funciones de obstáculos de control de orden superior. Múltiples restricciones HOCBF se simplifican en una única restricción lineal por conveniencia computacional. Al integrar las restricciones HOCBF con problemas de programación cuadrática, obtenemos una solución en forma cerrada para los UAV que incorpora términos de guía de evitación de colisiones junto con términos de guía nominal. Se realizan simulaciones con diferentes números de perseguidores y diferentes estados de movimiento de los objetivos. Los resultados demuestran un excelente efecto experimental, asegurando que los múltiples UAV se mantengan consistentemente por encima de la distancia mínima segura y, en última instancia, golpeen los objetivos con precisión.

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