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低传感受限空间虚拟管道下多无人机轨迹跟踪与去冲突协同控制OA

中文摘要

针对工业厂房、综合管廊与仓储园区等受限空间中多无人机(UAVs)协同巡检在通道狭窄、遮挡频发条件下易发生拥塞与近距交互冲突,且定位不稳定与机载算力有限的问题,本文提出一种基于虚拟管道几何分层与学习增强的多无人机协同去冲突方法.在几何规划层构建中心线与变半径的虚拟管道,并在弗勒内标架下生成可分配子通道与连续参考子轨迹,实现宏观空间隔离;在学习层,设计冲突感知共享参数多智能体近端策略优化控制器,构建由进度、偏差、安全裕度与邻机信息等组成的低维结构化观测,将决策约束为切向速度意图,并由纯追踪方法提供横向几何纠偏,在机间距离小于安全阈值时叠加势场型排斥速度项以抑制近距冲突.基于AirSim仿真平台的5机迷宫场景实验显示,飞行过程未发生碰撞,机间最小距离始终大于0.6 m;在相同任务完成率条件下,相较分布式规则控制器,平均横向跟踪误差由0.571 m降低至0.201 m,降幅为64.8%.此外,在未见过的非一致性复杂场景中,所提方法实现了零样本迁移并保持零碰撞,验证了策略在未知几何约束下良好的结构泛化能力.方法可在低传感约束下兼顾协同通行安全与轨迹跟踪精度.

王伊婷;李新凯;孟月;张宏立;王向阳

新疆大学智能科学与技术学院,乌鲁木齐830000新疆大学智能科学与技术学院,乌鲁木齐830000新疆大学智能科学与技术学院,乌鲁木齐830000新疆大学智能科学与技术学院,乌鲁木齐830000清华大学航空发动机研究院,北京100084

矿业与冶金

多无人机协同受限空间虚拟管道主动去冲突MA-PPO-PS

《工程科学学报》 2026 (8)

P.1866-1878,13

新疆维吾尔自治区天山英才青年拔尖人才资助项目(2024TSYCCX0023)国家自然科学基金资助项目(62263030)。

10.13374/j.issn2095-9389.2026.01.05.003

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