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弹箭与制导学报2025年第05期:基于改进DWA融合算法的多无人机避障方法

来源:期刊VIP网 时间:


作者:常绪成;王敬宇;李康;汤谦;张心慧;

单位:郑州航空工业管理学院自动化学院;郑州航空工业管理学院航空宇航学院;

摘要:针对传统无人机避障算法在未知复杂环境中效能低的问题,提出了一种改进DWA(Dynamic Window Approach, DWA)融合算法。针对DWA算法全局性视角缺失的问题,引入了双向搜索策略以提高规划轨迹的全局价值;针对DWA算法计算速度与精度难以平衡的问题,设计了随环境调整的动态时间步长以权衡计算效率;针对DWA算法环境适应性差的问题,提出了变权重的轨迹评价函数以提高环境适应度;为提高多机协同模式下机间避障的能力,将改进后的DWA算法与最优互惠碰撞避免法(Optimal Reciprocal Collision Avoidance, ORCA)进行了融合。对提出的改进融合算法进行了仿真实验验证,与传统的DWA算法相比,无人机飞行轨迹长度减少了24.62%,任务完成时间缩短了36.11%,迭代次数减少了40.43%,整体性能得到了显著提升,对多无人机自主避障技术的工程应用具有指导意义。

关键词:多无人机;;未知环境;;改进DWA算法;;ORCA算法;;自主避障

基金资助:中国高校产学研创新基金(2024ZY019);; 河南省科技攻关(252102220056,252102240106);; 郑州航院研究生教育创新计划基金(2025CX141/2024CX70);郑州航院科研团队(24ZHTD01003);; 航空科学基金(20200001055001)资助