多无人机在障碍物密集环境中的部署与视距连通性
摘要：在存在障碍物的环境中，可靠的通信网络对于多个无人机的操作是至关重要的，由于障碍物的存在，通信常常受到限制。一种常见的解决方案是部署中间无人机通过多跳网络中继信息，这引入了两个挑战：(i)如何设计多跳网络的结构；(ii)如何在协同运动期间保持连接性。为此，本文首先提出了一种基于最小边RRT$^star$算法的高效约束搜索方法，以找到一个需要较少数量的无人机进行部署任务的生成树拓扑。为了实现这种部署，提出了一种分布式模型预测控制策略用于在线运动协调。它明确地结合了无人机间和无人机-障碍物间的距离约束，以及视距连通性约束。这些约束是众所周知的非线性问题，通常使用各种近似方法来解决。相比之下，本研究提供了一个理论保证，保证所有代理轨迹在任何时间都能确保不发生碰撞，并且具有团队间连通性。在3D山谷状环境中进行了大量仿真实验，硬件实验验证了在在线部署位置变化时的动态适应性。
作者：Yuda Chen and Meng Guo
论文ID：2308.12117
分类：Robotics
分类简称：cs.RO
提交时间：2023-08-24