In this article we propose a distributed collision avoidance scheme for multi-agent unmanned aerial vehicles(UAVs) based on nonlinear model predictive control (NMPC),where other agents in the system are considered as dynamic obstacles with respect to the ego agent. Our control scheme operates at a low level and commands roll, pitch and thrust signals at a high frequency, each agent broadcasts its predicted trajectory to the other ones, and we propose an obstacle prioritization scheme based on the shared trajectories to allow up-scaling of the system. The NMPC problem is solved using an ad hoc solver where PANOC is combined with an augmented Lagrangian method to compute collision-free trajectories. We evaluate the proposed scheme in several challenging laboratory experiments for up to ten aerial agents, in dense aerial swarms.


翻译:在本篇文章中,我们提议对多试剂无人驾驶航空器(无人驾驶飞行器)采用基于非线性模型预测控制(NMPC)的分散避免碰撞计划,该系统的其他物剂被视为与自我代理有关的动态障碍。我们的控制计划在低水平上运作,指令滚动、投射和推力信号高频运行,每个物剂向其他物剂广播其预测轨迹,我们还提议基于共同轨迹的阻碍优先安排计划,以便扩大系统。NMPC问题通过一个临时解决器来解决,即PANOC与拉格朗日增强的计算无碰撞轨迹的方法相结合。我们评估了数个具有挑战性的实验室实验中拟议的计划,在密集的空中波束中,对多达10个航空物剂进行具有挑战性的实验。

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