通信和测量受限条件下异构多UAV分布式协同目标跟踪方法

作者：孙海波; 周锐; 邹丽; 丁全心

来源：航空学报, 2011, (02): 299-310.

• 目标跟踪
• 长机-僚机
• 通信和测量受限
• 一致性信息滤波
• 通信连接鲁棒性
• 滚动时域优化 target tracking
• Leader-Follower
• communication and measurement constraints
• information consensus filter
• communication connectivity robustness
• receding horizon optimization

研究了通信和测量受限的异构多无人机(UAV)网络化分布式协同目标观测与跟踪问题。该分布式UAV系统采用长机-僚机异构型网络结构,以实现在电子静默和战术隐身条件下扩大探测和打击纵深。提出改进的一致性信息滤波(ICF)算法,实现通信和测量范围内各UAV节点的分布式信息融合。由于一致性算法的收敛性与网络拓扑结构的连通性密切相关,引入通信连接鲁棒性作为最优控制的指标函数之一,以解决通信和测量受限条件下的UAV分布式滤波与控制问题。将长机作为控制中心,使用滚动时域优化(RHO)方法求最优解,导引各架UAV按最优轨迹飞行,以获取最好的跟踪效果。仿真表明,在网络连接性比较强时,改进的ICF算法可以达到与集中式信息滤波(CIF)相当的效果。与没有考虑通信连接鲁棒性的控制对比表明,该算法可以加强通信拓扑连通性,提高一致性算法的收敛性和跟踪精度,改善系统的可靠性和鲁棒性。

• 出版日期2011
• 单位洛阳电光设备研究所; 北京航空航天大学; 火力控制技术国防科技重点实验室