Cooperative Control of Physical Collision and Transmission Power for UAV Swarm: A Dual-Fields Enabled Approach

避碰 计算机科学 群体行为 干扰(通信) 弹道 碰撞 控制理论(社会学) 吞吐量 对偶(语法数字) 功率控制 功率(物理) 领域(数学) 还原(数学) 模拟 控制(管理) 无线 电信 人工智能 数学 物理 纯数学 艺术 计算机安全 几何学 天文 频道(广播) 文学类 量子力学
作者
Wenjun Xu,Lanhua Xiang,Tiankui Zhang,Miao Pan,Zhu Han
出处
期刊:IEEE Internet of Things Journal [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:9 (3): 2390-2403 被引量:21
标识
DOI:10.1109/jiot.2021.3096955
摘要

This article studies the collision avoidance and interference mitigation for unmanned aerial vehicle (UAV) swarm where many UAVs track a common target. The considered problem is formulated to jointly minimize the average interference and ensure the collision avoidance among UAVs. By exploiting the problem characteristics, our major contributions are summarized as follows. First, the singular case tolerance (SCT)-artificial potential field (APF) is proposed to overcome the failure of traditional APFs in collision avoidance, where the repulsive force gain coefficient among UAVs is dynamically controlled by the corresponding interferences. Second, the mean-field game (MFG) model is established to control communication power, where the instantaneous interferences among flying UAVs are represented by the mean-field approximation. Third, considering the tight coupling of trajectory and interference of UAVs, a cooperative control approach enabled by dual-fields is proposed to jointly adjust the trajectories and power of UAVs. Simulation results validate the significant performance improvement of the cooperative control approach enabled by dual-fields. Compared with separate APF and MFG, the proposed dual-field-cooperation approach can achieve about 117% throughput gain and 88% interference reduction when the UAV swarm is close to the target.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
瘦瘦完成签到,获得积分10
1秒前
台盼蓝发布了新的文献求助30
2秒前
2秒前
aaaa应助花果山采纳,获得20
2秒前
星辰完成签到,获得积分10
3秒前
害羞的碧彤关注了科研通微信公众号
3秒前
volcano发布了新的文献求助10
4秒前
suzy完成签到,获得积分10
4秒前
嗯嗯发布了新的文献求助10
5秒前
汉堡包应助lllyyy采纳,获得10
6秒前
阔达莺完成签到,获得积分10
6秒前
小钟同学完成签到 ,获得积分10
6秒前
科研通AI6.4应助Django采纳,获得10
7秒前
无奈发布了新的文献求助10
8秒前
夏艳萍发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
suzy发布了新的文献求助10
9秒前
Ava应助理想三旬采纳,获得10
10秒前
Ava应助猫咪采纳,获得10
12秒前
binghe411完成签到,获得积分10
12秒前
爱学习的熊猫完成签到 ,获得积分10
13秒前
燕燕发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
王三石完成签到,获得积分10
15秒前
星辰发布了新的文献求助10
15秒前
夏艳萍完成签到,获得积分20
16秒前
希望天下0贩的0应助hyl采纳,获得10
17秒前
17秒前
user001完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
18秒前
18秒前
18秒前
张张张完成签到,获得积分10
19秒前
SciGPT应助欣慰梦易采纳,获得10
19秒前
勤恳的金鱼完成签到,获得积分10
19秒前
superchen发布了新的文献求助10
19秒前
科研通AI6.2应助嗯嗯采纳,获得10
20秒前
20秒前
杜天豪完成签到,获得积分20
21秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7740693
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9289281
关于积分的说明 20195025
捐赠科研通 7318891
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3306508
关于科研通互助平台的介绍 2458788
邀请新用户注册赠送积分活动 2316746