185、飞控中的无人机集群：集群避障与路径规划

飞控中的无人机集群：集群避障与路径规划一、从一次炸机事故说起去年夏天，我在测试四机编队穿越一片稀疏树林时，2号机突然偏离航线，径直撞向一棵杨树。事后回传日志显示，该机在避障阶段同时收到了来自3号机和4号机的“紧急避让”指令，而它自己的局部路径规划器在0.3秒内连续切换了7次目标点——最终选择了最危险的那条路径。这个案例暴露了集群避障中最核心的矛盾：每个个体都在做“最优”决策，但组合起来却导致系统崩溃。今天这篇笔记，就围绕这个矛盾展开。二、集群避障的“三座大山”2.1 感知冲突：谁该让谁？单机避障的逻辑很简单：传感器检测到障碍物，规划器生成绕行路径。但在集群中，每架无人机本身就是一个“移动障碍物”。当两机相向而行时，各自的避障算法会同时触发，结果可能双双转向同一侧——这就是经典的“走廊碰撞”问题。我踩过的坑：早期使用纯反应式避障（如VFH+），在3机以上编队中，避障指令的优先级完全混乱。后来改用优先级分配表，每架飞机在起飞前根据任务角色（领航/跟随/侦察）获得一个静态优先级，避障时低优先级飞机主动让行高优先级飞机。但这个方法在动态任务切换时又出了问题——领航机突然变成跟随机，优先级表需要实时更新。2.2 通信延迟：你看到的“现在”已经是过去实测中，WiFi模块在50米距离、10架飞机同时广播位置时，端到端延迟达到80-120ms。对于以15m/s飞行的无人机，这