Neural network-based velocity-controllable UAV flocking

植绒(纹理) 控制理论(社会学) 避障 群体行为 障碍物 计算 计算机科学 粒子群优化 人工智能 算法 机器人 物理 移动机器人 控制(管理) 地理 考古 量子力学
作者
T. He,Lei Wang
出处
期刊:Journal of the Royal Aeronautical Society [Cambridge University Press]
卷期号:127 (1308): 289-304 被引量:4
标识
DOI:10.1017/aer.2022.61
摘要

Abstract The unmanned aerial vehicle (UAV) flocking among obstacles was transferred to a velocity-controllable UAV flocking problem, which means that multi-UAV gradually form and maintain the $\alpha$ -lattice geometry as they track the desired flocking velocity, and can be applied to tasks such as obstacle avoidance and velocity tracking. Velocity-controllable UAV flocking problem is a multi-objective flocking controller parameters optimisation problem, for which we design flocking velocity and geometry objective function, and solve them using a multi-objective particle swarm optimisation algorithm (MOPSO). On this basis, to address the problem that MOPSO has random results and long computation time, we propose to use a neural network (NN) to approximate the mathematical relationship between the UAV flocking state and the flocking controller parameters. We simulate the flight process of 5 and 49 UAVs performing obstacle avoidance and velocity tracking tasks, respectively. The results show that the proposed UAV flocking controller has better convergence performance, obtains reproducible results, reduces computation time, and can be used for large-scale UAV flocking control.

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