录用日期: 2026-01-26
摘要:
为了提升无人机群无线多跳通信网协同飞行控制效果,设计改进FL-APF算法的的无人机群无线多跳通信网协同飞行控制方法。构建处理器与传感器协同结构,利用扩展卡尔曼滤波对传感器数据进行去噪处理,结合加权平均融合算法整合视觉传感器、毫米波雷达与 IMU 多源数据,生成高精度环境感知数据集。对人工势场函数进行优化,引入局部极小值规避机制与多机协同信息,结合姿态调整逻辑实现指令动态修正,构建编队误差与避障距离误差的联合控制函数。设计联邦学习分层抗丢包聚合策略,将无人机群按通信跳数划分子集群,通过分层聚合架构与多权重补偿模型,适配无线多跳通信的丢包特性,保障参数聚合有效性。通过参数分发、本地训练、分层聚合与参数反哺的流程动态优化控制参数,实现联邦学习与人工势场函数的深度融合,并通过稳定性分析确保系统在动态障碍物、通信干扰等场景下可靠运行。测试结果表明,设计方法实际飞行航迹能够达到目标飞行点位,途中的飞行航迹与总体航迹一致;避障效果良好,成功避开全部障碍物;CDMCI整体高于0.94,说明应用设计方法后,无人机群在决策过程中可以更快速地达成高度一致;DEAE整体高于0.96,说明设计方法控制下无人机群具备更强的环境感知和快速响应能力。