飛控中的無人機(jī)集群：集群避障與路徑規(guī)劃一、從一次炸機(jī)事故說起去年夏天，我在測試四機(jī)編隊(duì)穿越一片稀疏樹林時(shí)，2號(hào)機(jī)突然偏離航線，徑直撞向一棵楊樹。事后回傳日志顯示，該機(jī)在避障階段同時(shí)收到了來自3號(hào)機(jī)和4號(hào)機(jī)的“緊急避讓”指令，而它自己的局部路徑規(guī)劃器在0.3秒內(nèi)連續(xù)切換了7次目標(biāo)點(diǎn)——最終選擇了最危險(xiǎn)的那條路徑。這個(gè)案例暴露了集群避障中最核心的矛盾：每個(gè)個(gè)體都在做“最優(yōu)”決策，但組合起來卻導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。今天這篇筆記，就圍繞這個(gè)矛盾展開。二、集群避障的“三座大山”2.1 感知沖突：誰該讓誰？單機(jī)避障的邏輯很簡單：傳感器檢測到障礙物，規(guī)劃器生成繞行路徑。但在集群中，每架無人機(jī)本身就是一個(gè)“移動(dòng)障礙物”。當(dāng)兩機(jī)相向而行時(shí)，各自的避障算法會(huì)同時(shí)觸發(fā)，結(jié)果可能雙雙轉(zhuǎn)向同一側(cè)——這就是經(jīng)典的“走廊碰撞”問題。我踩過的坑：早期使用純反應(yīng)式避障（如VFH+），在3機(jī)以上編隊(duì)中，避障指令的優(yōu)先級(jí)完全混亂。后來改用優(yōu)先級(jí)分配表，每架飛機(jī)在起飛前根據(jù)任務(wù)角色（領(lǐng)航/跟隨/偵察）獲得一個(gè)靜態(tài)優(yōu)先級(jí)，避障時(shí)低優(yōu)先級(jí)飛機(jī)主動(dòng)讓行高優(yōu)先級(jí)飛機(jī)。但這個(gè)方法在動(dòng)態(tài)任務(wù)切換時(shí)又出了問題——領(lǐng)航機(jī)突然變成跟隨機(jī)，優(yōu)先級(jí)表需要實(shí)時(shí)更新。2.2 通信延遲：你看到的“現(xiàn)在”已經(jīng)是過去實(shí)測中，WiFi模塊在50米距離、10架飛機(jī)同時(shí)廣播位置時(shí)，端到端延遲達(dá)到80-120ms。對于以15m/s飛行的無人機(jī)，這