基于异步协作混合架构的UAV协同搜索方法：在城市通信约束条件下的应用 林雪芳、 白婷婷、 刘西强、 刘勇

《Drones》：UAV Cooperative Search Method Based on Asynchronous Collaborative Hybrid Architecture Under Urban Communication Constraints Xiefang Lin, Tingting Bai, Xiqiang Liu and Yong Liu

　　

摘要

无人机（UAV）的合作搜索在城市环境中有着广泛的应用。然而，城市环境中的密集障碍物和有限的通信网络常常导致重复搜索以及无人机之间的信息共享效率低下。为了解决这些问题，本文提出了一种名为“异步协作混合架构”（ACHA）的新型合作策略，该策略专为城市飞行环境设计。具体而言，本文设计了一种数字信息素机制，用于在局部通信限制下引导无人机高效搜索。此外，无人机会根据城市环境拓扑在两种决策模式之间切换：链式跟随模式（CFM）和树状扩展模式（TEM）。当无人机到达分叉节点时，会激活TEM模式，异步触发协作感知剪枝搜索树（CPT）算法生成后续路径，之后再切换回CFM模式。理论上，这种协作感知剪枝方案可以避免“合作效益陷阱”，即实际合作效益与预测合作效益之间存在显著差异。仿真结果证实，在复杂的城市搜索场景中，所提出的方法在合作搜索准确性、碰撞风险和收敛速度方面均优于现有方法。