由于单个无人机在载荷、续航时间和执行任务能力等方面有限,并且多个无人机组成协同系统在实用性、鲁棒性、可扩展性等方面有明显优势,因此多无人机协同是未来无人机系统发展和应用的重要方向。但是,随着消费级无人机的广泛使用、多无人机编队飞行的普及以及多无人机协同技术的出现,无人机的飞行安全形势正变得越来越严峻,在同一空域出现无人机之间碰撞的可能性急剧增加。防碰撞是无人机系统的基本需求之一,是无人机安全飞行和执行其他高层次任务的重要保障。现有的防碰撞方法主要分为两大类:Model-based方法和Model-free方法。其中Model-based方法往往需要较高的计算成本,但是通常能保证安全性;而Model-free方法虽然能实时响应,却不能提供安全性保证。本文所研究的多无人机协同防碰撞问题既需要保证安全性又需要满足实时性,为此本文基于Model-based类的速度障碍方法和Model-free类的模糊控制方法提出了一种面向多无人机系统的实时混合全分布式防碰撞方法。为了保证模糊控制中规则的结构不随系统中无人机的数量发生变化,我们首先将无人机的感知区域划分成不同的碰撞区域。然后,在每个碰撞区域内,从那些进入感知范围的“入侵者”中通过碰撞检查和碰撞风险评估选出那个最紧急需要处理的“最威胁者”。之后,实时性好的模糊控制基于这些“最威胁者”的状态信息计算一个候选速度。但是该候选速度并不能保证一定不会发生碰撞,因此本文对其进行检查和优化,以发给无人机执行。最后,我们搭建仿真平台对本文方法进行验证,并与普通的模糊控制方法在轨迹长度、时间等不同的维度进行比较,以说明本文方法的有效性。实验结果表明,相较普通的模糊控制方法,本文方法能极大地提升多无人机系统的防碰撞性能,能高效地解决无人机之间的潜在碰撞,保证飞行安全。本文提出的方法中,每个时刻本机只需要和它周围的无人机进行通信,以获取它们的状态信息,所以该方法是全分布式的。又因为每个无人机只需要实时广播自己的状态信息,并且在需要的时候去获取其他无人机的状态信息,所以该系统的通信是异步的。本文主要进行了如下三个方面的创新:(1)提出一种基于速度障碍的“入侵者”筛选方法,保证模糊规则的结构不随无人机数量发生变化。具体包括碰撞区域划分、基于速度障碍的碰撞检查和基于碰撞时间的威胁评估三个筛选步骤;(2)提出一种实时混合全分布式的多无人机协同防碰撞方法,该方法将速度障碍和模糊控制的优势结合起来,以寻求实时性和安全性的平衡;(3)提出一种速度优化方法,在模糊控制生成候选速度之后,使用速度障碍进行碰撞检查,并对可能导致碰撞的速度进行优化。