带信息素回访机制的多无人机分布式协同目标搜索

摘要：

为了提高无人机对目标的搜索捕获能力和对不确定度较高的区域的回访能力,进而提高多无人机协同搜索效率,提出了一种带信息素回访机制的多无人机协同目标搜索方法.首先,建立了包含目标存在概率地图、不确定地图和数字信息素地图在内的环境感知地图及其更新机理,使得无人机对任务区域中环境和目标信息的感知更加全面和准确,为无人机在线自主地进行搜索决策奠定基础.其次,考虑到任务子区域的可控回访需求,借鉴信息素"释放-传播-挥发"的特性,设计了基于信息素的网格回访机制,来引导无人机对目标存在可能性较大的区域或者不确定度较高的区域进行回访搜索.最后,设计了基于环境感知地图的协同搜索决策性能指标,在分布式滚动时域优化框架下,建立了多无人机协同搜索决策方法.使用蒙特卡罗方法验证了无人机数量、传感器探测靶面半径、传感器性能对搜索效率的影响.对比仿真表明,信息素回访机制能够保证较强的遍历能力和回访能力,使得无人机能够尽早搜索到更多的目标,尽快地降低整个搜索区域的不确定度.

关键词：多无人机、协同目标搜索、数字信息素、分布式滚动时域优化

所属期刊栏目：39

分类号：V279;TP2(各类型航空器)

资助基金：航空科学基金和航空电子系统综合技术重点实验室联合资助项目20155553041;中央高校基本科研业务费专项资金3102015ZY092资助课题

在线出版日期：2017-09-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：1998-2011