Multi-UAV Formation Algorithm Based on Distributed Control Using Swarm Intelligence

Since the Multi-UAV system for various missions is more complex than a single UAV, an efficient formation control method is required. In wide-area search mission, there is a need for a distributed control for flexible formation that has a low burden of communication and computation and enables autonomous formation between UAVs. This paper proposes a flexible formation operation method that considers the swarm formation, the bank alignment formation, and the formation movement to expand the scan area and improve search performance. The algorithm has a vibration characteristic of the second-order system for a relative distance and can design an algorithm through parameter tuning. In addition, we converted control commands to suit conventional UAV systems and demonstrated the performance of algorithms for a formation and movement of a formation through simulation.

군집 지능을 이용한 분산 제어 기반 대형 형성 알고리즘

다양한 임무에서 활용 가능한 무인기 다개체 시스템은 단일 무인기보다 복잡하므로 효율적인 대형 제어방식이 요구된다. 특히 광역 탐색임무에 있어 통신량 및 연산량 부담이 적으며, 무인기간 자율적인 대형 형성이 가능한 분산 제어형의 유동적인 대형 형성이 필요하다. 본 연구는 스캔 면적의 확장 및 탐색 성능향상을 위해 Swarm 대형과 뱅크 정렬 대형, 대형 전체 운동을 고려한 대형 형성 알고리즘을 제안한다. 본 알고리즘은 상대거리에 대해서 2차 진동 특성을 가지며 parameter tuning을 통해 알고리즘을 설계할 수 있다. 또한 통상적인 무인기 시스템에 적합하도록 제어명령을 변환하였고, 시뮬레이션을 통해 알고리즘의 대형 형성 및 운동에 대한 성능을 입증하였다.