基于voronoi图算法的航路规划方法研究

发布时间：2017-08-10 15:07

  本文关键词：基于voronoi图算法的航路规划方法研究

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【摘要】：航路规划是指在一定的约束条件下（最短距离、安全性最高、最低油耗等）对飞机从起始地点到目标地点的飞行路径的进行的最优设计。多用于战斗机、无人机也可应用于核潜艇、导弹以及机器人。本文介绍的航路规划的方法主要应用于运输机，主要目的是根据目标区域的禁飞点的地理位置，，结合我方飞机的任务需求以及目的地的地理位置规划出一条比较安全快捷的路径。安全高效的航路规划可以最大限度的发挥运输机的运输能力，减少不必要的物资损耗。 Voronoi图是计算几何中一个概念，测绘领域中称它为泰森多边形。它是由一组连接两邻点之间直线的垂直平分线形成的连续多边形组成。Voronoi图在计算几何中解决了找最近点、n点的凸包和最小树问题。在本文中主要应用其在多边形的边上距离形成多边形的母点最远的特性，构造初始路径网络。 本文首先介绍了我国运输机和航路规划的发展历程，然后介绍了Voronoi图的定理性质和发展以及地理信息系统的应用和发展，此后叙述如何通过Voronoi图性质在地理信息系统中构造初始的路径网络；并介绍各类路径算法，对比各类算法从中选取合适的算法，然后生成高效可靠的备选路径；最后根据任务的目的以及禁飞点情况从备选路径中挑选出最优路径完成整个航路规划任务。 本文主要完成的工作有： (1)对航路规划算法以及路径分析算法的筛选，选择Voronoi图法和Dijkstra路径算法； (2)建立目标区域以禁飞点为生成点的Voronoi图； (3)根据Voronoi图生成路径分析网络，进行最短路径搜索； (4)运用Arcgis Engine软件进行二次开发设计航路浏览软件。
【关键词】：运输机 航路规划 地理信息系统 Voronoi图 路径算法
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P208;V249
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 引言9
• 1.2 我国运输机的发展9-10
• 1.3 航路规划的意义和现状10-15
• 1.3.1 航路规划的作用10
• 1.3.2 航路规划的意义10-12
• 1.3.3 航路规划的发展现状及展望12-15
• 第二章 Voronoi 图的相关概念15-25
• 2.1 Voronoi 图起源和发展15
• 2.2 Voronoi 图的定义以及性质15-17
• 2.2.1 Voronoi 图的定义15-16
• 2.2.2 Voronoi 图性质及定理16-17
• 2.3 Voronoi 图生成算法17-21
• 2.3.1 矢量法17-20
• 2.3.2 栅格法20-21
• 2.4 Voronoi 图算法研究发展情况21-22
• 2.5 Voronoi 图的应用22-25
• 2.5.1 计算机图形学、数字图像处理中的应用22-23
• 2.5.2 几何体重构中的应用23
• 2.5.3 其他生产领域中的应用23-25
• 第三章 航路规划数据准备25-35
• 3.1 GIS 概述25-26
• 3.2 GIS 在军事上的应用26-28
• 3.3 主流 GIS 软件介绍28-31
• 3.4 ArcGIS 软件介绍31-32
• 3.5 航路规划流程32-33
• 3.6 航路规划数据准备过程33-35
• 3.6.1 卫星遥感影像数据处理33
• 3.6.2 禁飞点信息、重要航路点的添加33-34
• 3.6.3 其他相关信息34-35
• 第四章 航路规划方法和技术35-50
• 4.1 航路规划问题概述35-37
• 4.1.1 航路规划性能指标36
• 4.1.2 航路规划限制条件36-37
• 4.1.3 航路规划前的准备工作37
• 4.2 航路规划算法概述37-42
• 4.2.1 航路规划算法基本思想37-38
• 4.2.2 航路规划算法分类38-39
• 4.2.3 几种代表性航路规划算法39-41
• 4.2.4 本文所选航路规划算法的初始条件41-42
• 4.3 基于 Voronoi 图的航路规划算法42-46
• 4.3.1 算法的主要思想42
• 4.3.2 Voronoi 图的构造算法选择42-43
• 4.3.3 航行代价43-45
• 4.3.4 构建初始路径集45
• 4.3.5 用 Dijkstra 算法搜素最短路径45-46
• 4.4 基于 Voronoi 图的航路规划方法的实施46-50
• 第五章 基于 ArcGIS Engine 的航路浏览软件50-61
• 5.1 ArcGIS Engine 介绍50
• 5.2 ArcGIS Engine 组件库50-51
• 5.3 软件组成模块51-59
• 5.3.1 软件开发的硬件配置和开发平台51-52
• 5.3.2 软件框架构建及加入 AE 自带模块52-53
• 5.3.3 登录模块53-55
• 5.3.4 鹰眼模块55-57
• 5.3.5 地图数据导出模块57-59
• 5.4 软件打包59-61
• 总结与展望61-63
• 总结61
• 展望61-63
• 参考文献63-65
• 致谢65-66
• 攻读学位期间取得的研究成果66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：651354