基于CPSO算法的海空跨域无人航行器集群协同作业路径规划

针对海空跨域无人航行器集群在复杂水域环境下协同作业以追踪水下目标的任务,提出一种基于协同粒子群(CPSO)的协同作业路径规划算法。考虑不同无人航行器集群特性优势,合理分解并分配远距离追踪水下目标任务过程,并利用CPSO算法进行路径规划。在CPSO算法中,首先为无人机(UAVs)集群规划飞行路径,UAV飞行过程中探测水面航行区域障碍物,进而为无人艇集群(USVs)生成完整的水面障碍分布图;然后,采用CPSO算法为USVs规划协同航行路径,无人艇集群航行过程中为无人潜航器(AUVs)生成水下航行环境图;最后,由CPSO算法为AUVs规划水下航行路径,AUV完成水下目标追踪任务。仿真结果表明,以合理的任务分配分解为基础,CPSO算法为海空跨域无人航行器集群协同作业规划了有效路径,实现了无人航行器集群协同作业追踪水下目标功能。