基于博弈论的异构无人集群协同编队避障控制

贾睿轩; 陈晓明; 邵书义; 张子明

doi:10.19292/j.cnki.jdxxp.20240517.011

吉林大学学报(信息科学版) ›› 2024, Vol. 42 ›› Issue (04) : 662 -676. DOI: 10.19292/j.cnki.jdxxp.20240517.011

基于博弈论的异构无人集群协同编队避障控制

贾睿轩, 陈晓明, 邵书义, 张子明

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摘要

针对多无人机、无人车异构无人集群系统编队避障控制问题，对其利用博弈论方法进行了研究。不同于目前大多数只考虑群体编队目标的多智能体编队控制方案，允许每个智能体都具有个体目标，其中个体目标包含个体跟踪目标和避障目标。使异构无人集群系统在完成协同编队的同时，每个智能体还需根据其自身利益跟踪目标点并实时避障。由于智能体的个体目标和群体目标之间可能会产生冲突，将异构无人集群编队问题转化为智能体之间的非合作博弈问题。通过在代价函数中加入基于人工势场函数设计的避障项实现实时避障，并基于寻求纳什均衡方法设计了控制器，使异构无人集群系统可实现个体目标和群体目标平衡的编队模式。最后通过仿真实验验证了理论结果的正确性。采用该方法可使异构无人集群系统实现编队运动并实时避障。