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第41卷第12期算机仿真2024年12月

文章编号：1006-9348(2024)12-0060-07

通信限制下多无人机协同全覆盖路径规划

姚文军，邓存宝，范楠，张鹏莉

（太原理工大学安全与应急管理工程学院，山西晋中030600）

摘要：为解决多无人机区域协同覆盖的问题，提出一种基于奖励函数的实时协同覆盖算法。首先建立环境地图模型，根据先

验信息划分为：待覆盖区域、已覆盖区域、边界区域以及禁飞区域；并采用矩阵运算实现地图的快速更新。根据无人机的动

力学特性，建立无人机的运动模型。根据动态窗口预测无人机的路径，结合地图信息使之实现障碍物回避，并在陷人困境

时，利用图像处理技术和改进A*算法引导无人机飞行。最后进行了仿真，结果表明提出的协同覆盖算法有很高的鲁棒性

和覆盖效率。当运行到1200步长时，所提算法的覆盖率为：96.66%，相较于贪婪算法、预测算法和无引导算法分别提高了：

33.7%、30.5%和16.05%。

关键词：无人机；路径规划；协同覆盖；图像处理

中图分类号：V279;TP18文献标识码：B

MultiUAVCollaborativeFullCoveragePathPlanningunder

CommunicationLimitations

YAOWen-jun,DENGCun-bao,FANNan,ZHANGPeng-li

(CollegeofSafetyEmergencyManagementEngineering,TaiyuanUniversityofTechnology,

Jinzhong030600,China)

ABSTRACT:Inordertoresolvetheproblemofmulti-UAVareacooperativecoverage,acooperativecoveragealgo-

rithmbasedonreal-timerewardsisproposed.First,environmentalmapisestablishedtodescribediversearea:un-

coveredarea,coveredarea,boundaryareaandno-flyzones.therapidupdateofmapisrealizedbyusingmatrixoper-

ation.Second,buildingUAVmodelstosatisfythemaximumturnradiusrestriction.DynamicWindowMethodisem-

ployedtopredictingthefuturepath.Combiningmapinformationtoachieveobstacleavoidance.Usingimage

processingtechniquesandimprovedA*algorithmstoguideUAVwhenintrouble.Thesimulationresults

demonstratetheefficiencyandrobustnessoftheproposedcooperativeapproach.Whenrunningto1200steps,thecov-

eragerateofthispaperalgorithmis:96.66%,comparedwithgreedyalgorithm,predictionalgorithmandunguidedal-

gorithmsr