引用本文:申燕凯,魏晨,段海滨.仿慈鸦群信息交互的无人机集群协同转弯控制[J].控制理论与应用,2026,43(2):269~277.[点击复制]
SHEN Yan-kai,WEI Chen,DUAN Hai-bin.Cooperative turning control of UAV swarm mimicking the information exchange behaviors of jackdaw flock[J].Control Theory & Applications,2026,43(2):269~277.[点击复制]
仿慈鸦群信息交互的无人机集群协同转弯控制
Cooperative turning control of UAV swarm mimicking the information exchange behaviors of jackdaw flock
摘要点击 138  全文点击 25  投稿时间：2023-04-07  修订日期：2026-01-12
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DOI编号  10.7641/CTA.2024.30193
  2026,43(2):269-277
中文关键词  无人机集群  协同转弯控制  慈鸦信息交互  集群动力学  改进社会力
英文关键词  unmanned aerial vehicle (UAV) swarm  cooperative turning control  information interaction of jackdaw flock  swarm dynamics  modified social force
基金项目  科技创新2030–“新一代人工智能”重大项目(2018AAA0102403), 国家自然科学基金项目(U1913602, U20B2071, 91948204, T2121003, U19B 2033)资助.
作者单位E-mail
申燕凯 北京航空航天大学 自动化科学与电气工程学院 飞行器控制一体化技术重点实验室 仿生自主飞行系统研究组 shenyankai@buaa.edu.cn 
魏晨* 北京航空航天大学 自动化科学与电气工程学院 飞行器控制一体化技术重点实验室 仿生自主飞行系统研究组 weichen@buaa.edu.cn 
段海滨 北京航空航天大学 自动化科学与电气工程学院 飞行器控制一体化技术重点实验室 仿生自主飞行系统研究组  
中文摘要
      为实现动态不确定环境下无人机集群行为的快速调控, 本文提出了一种仿慈鸦群信息交互的无人机集群 协同转弯控制方法. 通过分析慈鸦群交互行为及信息传播过程, 分别建立了个体交互模型和信息传播模型, 并阐述 了信息交互与集群运动的关系. 在社会力框架的基础上提出了集群动力学模型, 并将其映射到转弯信息驱动下的无 人机集群协同转弯控制中. 仿真结果表明, 在个体交互、信息传播及集群动力学的作用下, 由少数无人机触发的转 弯信息在集群中快速传播, 使群体形成一致响应, 实现了无人机集群的快速转弯机动.
英文摘要
      This paper presents a cooperative turning control method inspired by jackdaw flock information to achieve rapid adjustment of unmanned aerial vehicle (UAV) swarm in dynamic and uncertain environments. The models of the individual interaction and information propagation are established by analyzing the interactive behaviors and information propagation process of jackdaw flock. The relationship between the information exchange and swarm motion is also elucidated. The swarm dynamics model based on the social force framework is proposed and mapped to the coordinated turning control of the UAVs driven by turning information. Simulation results indicate that under the influence of individual interaction, information propagation, and swarm dynamics, the turning information triggered by some UAVs rapidly propagates, and enable the swarm to form a consistent response and thus achieve rapid turning maneuvers.