不确定环境中多无人机协同搜索算法

摘要

多无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)协同搜索是多UAV协同控制的一个重要研究内容.多架UAV同时对一个未知区域进行搜索,目的在于获取搜索区域的信息,降低环境的不确定度.该文提出了一种基于模型预测控制(MPC)理论和遗传算法(GA)的多UAV协同搜索算法.首先,建立搜索环境的规则描述,然后将多个UAV建模为一个控制系统,建立系统的预测模型,考虑到UAV传感器测量的不确定性和环境自身的不确定性,建立搜索概率图描述搜索环境的不确定性,给出了基于Bayes准则的搜索概率图更新方法,继而基于搜索概率图定义信息增益来衡量搜索效果,并将预测周期内的优化目标定为最大化信息增益,采用遗传算法进行求解,得到最优解作为被控系统的输入.仿真结果验证了算法的有效性.