About

这个算法背景是用于 无人机群避障并让一架“补位/加入”的无人机安全并入编队。整体有两条思路：

1. 加入者主动规避（当前已实现）

   • 已知信息：原编队的运动轨迹 F(x, y, z, t)（编队中每架飞机给出随时间的三维位置）。
   • 输入：编队每架飞机在各时间帧的对应位置集合，即 F(x, y, z, t|per-plane)。
   • 输出：补位无人机的一条可行且安全的规划路径。
   • 算法思想：采用 三维 A* + 分段局部规划
   • 算法核心思想是把动态障碍物转换为静态障碍物的连通域，短时局部规划以应对集群编队的时变障碍约束，本库算是一种A*算法的三维改写和工程应用实现。

2. 编队微调避让（后续可能会实现第二种）

   • 目标：在不偏离原始轨迹太多的前提下，让编队为加入者让出“通道”。
   • 边界条件：编队内每架无人机的规避机动限制在其原轨迹周围（例如“规避机动范围 < Δv 球”）。
   • 输出：需要进行避碰机动的原编队中每架无人机在每个时刻的机动向量（使加入者能穿越空隙到达目标位置）。

🔴 在线演示（GitHub Pages）：https://agathazhang.github.io/Drone-swarm-avoidance-cooperative-target/

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❖ 算法历程

_{局部3D A*路径搜索示意}

_{多机路径互斥 任意位置起飞}

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一些过程：

• 体素扩增预览图 && 单架次全局路径图：

体素扩增预览图

单架次全局路径图

• 参数仿真：

Unity刚体碰撞检测 修正体素扩增半径

Matlab下三维 A* 搜索尺度调参

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How to use

仓库中的三个主要目录：

1. 初期仿真：用于在 Unity 中验证思路与做 Demo，记录早期的设计与灵感启发。
2. PC实现：基于地面站一次性计算多架次路径，生成综合路径（包含多补位飞机间的路径互斥约束）；后续将加入并行计算优化。
3. Linux实现：按项目需求使用 Mavlink 通信，在机载模块 RV1103 上做嵌入式计算，实现算法的跨平台迁移与部署。

• 鸣谢：本文的A* 库是发展自Damian Barczyński的二维平面A* 算法https://github.com/daancode/a-star 本人将原作的2D平面A* 改写为了3D空间A* 这个部分的脚本欢迎大家复用 至此再次鸣谢Barczyński。

后续将部署带飞机间通信的集群编队算法，采用一种基于闵可夫斯基空间中时空事件F(x, y, z, t)的最优化思想，做最短电池能耗的控制优化；并把动力学模型纳入为子优化目标。