In this paper we propose a novel distributed model predictive control (DMPC) based algorithm with a trajectory predictor for a scenario of landing of unmanned aerial vehicles (UAVs) on a moving unmanned surface vehicle (USV). The algorithm is executing DMPC with exchange of trajectories between the agents at a sufficient rate. In the case of loss of communication, and given the sensor setup, agents are predicting the trajectories of other agents based on the available measurements and prior information. The predictions are then used as the reference inputs to DMPC. During the landing, the followers are tasked with avoidance of USV-dependent obstacles and inter-agent collisions. In the proposed distributed algorithm, all agents solve their local optimization problem in parallel and we prove the convergence of the proposed algorithm. Finally, the simulation results support the theoretical findings.


翻译:在本文中,我们提出了一种新颖的分布式模型预测控制(DMPC)算法,其中具有轨迹预测器,适用于无人机在移动无人表面车辆(USV)上着陆的场景。该算法使用足够的速率在代理之间交换轨迹,并在通信中断的情况下,根据可用的测量和先前信息,预测其他代理的轨迹。然后将预测用作DMPC的参考输入。在着陆过程中,跟随者负责避免USV依赖的障碍物和代理之间的碰撞。在提出的分布式算法中,所有代理同时解决其本地优化问题,并证明了所提出算法的收敛性。最后,仿真结果支持理论发现。

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