控制与决策

作者：赵江,杨智,池沛,王英勋

单位：北京航空航天大学 自动化科学与电气工程学院，北京 100191,,北京航空航天大学 自动化科学与电气工程学院，北京 100191,,北京航空航天大学 无人系统研究院，北京 100191,,北京航空航天大学 无人系统研究院，北京 100191,

关键词：牧羊控制;无人机;分层自主决策;深度$Q $网络;自适应;路径规划

牧羊控制方法逐渐被应用于机场鸟群驱离、无人机放牧、空地协同监视和引导等大规模集群运动协调问题. 以牧羊无人机为例, 提出基于分层自主决策和深度$Q $网络(DQN)的自适应牧羊控制方法. 首先, 考虑离群个体活跃度衰减等因素, 建立牧羊控制问题的感知和运动模型; 然后, 针对个体滞留和离群问题, 提出基于全局质心的弧形轨迹(GCM-Arc)控制方法和避障策略, 提升羊群受控个体占比; 最后, 建立分层自主决策模型, 结合GCM-Arc控制方法与深度$Q $网络, 提出分层GCM-Arc控制方法, 以实现控制模式自适应切换和参数自适应调整. 数字仿真实验表明, 所提出方法在牧羊任务时间、无人机总路程、羊群平均半径、单体离群率和牧羊任务成功率方面, 明显优于经典的两种牧羊控制方法.

来源：2025年第5期

《控制与决策》期刊编辑部

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