当前位置:主页 > 科技论文 > 航空航天论文 >

3维复杂山地环境下旋翼无人飞行器高时效航迹规划策略

发布时间:2018-07-20 10:50
【摘要】:针对3维复杂山地环境中执行无碰撞低空飞行任务的旋翼无人飞行器,提出了一种高时效、低代价的航迹规划策略,设计并采用了改进的稀疏A*算法和生物启发神经动力学模型的融合算法.该算法在稀疏A*全局优化搜索的基础之上融入生物启发神经动力学模型来调整局部航线以加快最优航迹的形成,并运用神经动力学模型来实时获取和处理环境中的局部动态信息,实现了融合算法的在线规划能力,从而解决了传统最优路径搜索算法无法实现的动态规划的难题.通过在3维空间中设置多峰山地,尤其是凹形山体作为障碍进行仿真实验,实验结果表明,该融合算法不仅降低了A*算法的复杂度和耗时,而且改善了生物启发神经动力学模型尚未考虑的代价花费问题,更能够在线应对任务空间中的突发威胁,使旋翼无人飞行器在动、静态障碍物相结合的复杂环境下能够规划出一条安全、快速抵达目标点的低代价且优质的航迹.
[Abstract]:A high time and low cost track planning strategy is proposed for a rotor-wing unmanned aerial vehicle (UAV) which performs a collision-free low-altitude mission in a three-dimensional complex mountainous environment. The improved sparse A * algorithm and the fusion algorithm of biologically inspired neurodynamic model are designed and adopted. Based on sparse A * global optimization search, the algorithm integrates biologically inspired neurodynamic model to adjust local routes to speed up the formation of optimal track. The neural dynamic model is used to acquire and process the local dynamic information in the environment in real time, and the on-line planning ability of the fusion algorithm is realized, thus solving the problem of dynamic programming which can not be realized by the traditional optimal path search algorithm. The simulation results show that the fusion algorithm not only reduces the complexity and time of the A * algorithm, but also reduces the complexity of the algorithm. It also improves the cost and cost problem that has not been considered in the biologically inspired neurodynamic model, and is able to deal with the sudden threat in the mission space online and make the rotoring unmanned aerial vehicle move. In a complex environment with static obstacles, a safe and high quality track can be designed to reach the target point quickly and at low cost.
【作者单位】: 湖南大学电气与信息工程学院;机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室;
【基金】:国家自然科学基金(61433016)
【分类号】:V279

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 周其忠;闫利;关世义;苏康;秦筱;陈晓东;;一种针对运动目标的快速航迹规划方法[J];系统仿真学报;2007年05期

2 郑昌文;严平;丁明跃;苏康;;飞行器航迹规划研究现状与趋势[J];宇航学报;2007年06期

3 严江江;丁明跃;周成平;蔡超;;一种基于可行优先的三维航迹规划方法[J];宇航学报;2009年01期

4 唐江;谢晓方;袁胜智;;巡飞导弹区域巡逻侦察航迹规划研究[J];弹箭与制导学报;2009年04期

5 陆泽橼;蔡体菁;;基于A~*算法的重力辅助导航航迹规划[J];中国惯性技术学报;2010年05期

6 乔侨;史长久;;飞行器航迹规划的多目标优化方法[J];微计算机信息;2010年31期

7 张臻;王光磊;;基于改进蚁群算法的飞行器航迹规划[J];指挥信息系统与技术;2011年03期

8 姬清华;连黎明;;飞行器参考航迹规划方法研究[J];计算机仿真;2011年10期

9 张松兰;刘立祥;郑昌文;;一种飞行器在线实时航迹规划算法[J];现代防御技术;2012年01期

10 于国权;崔爽;王建军;李岩;;飞机水平航迹规划技术[J];长春理工大学学报(自然科学版);2012年03期

相关会议论文 前10条

1 潘卫军;陈通;;多直升机协同搜索航迹规划[A];第十三届中国科协年会第22分会场-中国通用航空发展研讨会论文集[C];2011年

2 吴昊;任敏;薛宏涛;沈林成;;航迹数据库及其在航迹规划中的应用研究[A];'2008系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2008年

3 高国华;沈林成;常文森;;一种飞行器航迹规划用户界面[A];1997中国控制与决策学术年会论文集[C];1997年

4 冯倚银;李景荣;施晓红;华祖耀;;一种改进的多飞行器协调航迹规划算法[A];'2008系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2008年

5 彭建亮;孙秀霞;朱凡;张健;;基于遗传算法的多约束三维航迹规划方法研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年

6 栾迪;杨忠;张君慧;;一种多无人机协同攻击航迹规划方法[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第二分册)[C];2009年

7 马培蓓;纪军;朱良明;;威胁环境下多导弹协同航迹规划[A];探索 创新 交流(第4集)——第四届中国航空学会青年科技论坛文集[C];2010年

8 彭志红;孙琳;陈杰;吴金平;;基于改进多智能体协同进化算法的多无人机低空突防航迹规划研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年

9 孟旭航;刘玉玲;白洁;;航线天气预报中航迹规划仿真研究[A];中国系统仿真学会第五次全国会员代表大会暨2006年全国学术年会论文集[C];2006年

10 赵文婷;彭俊毅;;基于VORONOI图的无人机航迹规划[A];中国系统仿真学会第五次全国会员代表大会暨2006年全国学术年会论文集[C];2006年

相关博士学位论文 前10条

1 郑昌文;飞行器航迹规划方法研究[D];华中科技大学;2003年

2 王强;UAV集群自主协同决策控制关键技术研究[D];西北工业大学;2015年

3 韩云祥;固定航路飞行条件下航空器航迹规划若干关键技术研究[D];南京航空航天大学;2014年

4 赵明;多无人机系统的协同目标分配和航迹规划方法研究[D];哈尔滨工业大学;2016年

5 杨祖强;生物启发的多无人机协同四维航迹规划方法研究[D];浙江大学;2016年

6 傅阳光;粒子群优化算法的改进及其在航迹规划中的应用研究[D];华中科技大学;2011年

7 胡中华;基于智能优化算法的无人机航迹规划若干关键技术研究[D];南京航空航天大学;2011年

8 屈耀红;小型无人机航迹规划及组合导航关键技术研究[D];西北工业大学;2006年

9 王林;多无人机协同目标跟踪问题建模与优化技术研究[D];国防科学技术大学;2011年

10 张胜祥;基于滚动时域MILP的小型无人机航迹规划[D];华南理工大学;2009年

相关硕士学位论文 前10条

1 王琦;飞行器航迹规划与航迹评价算法研究[D];哈尔滨工业大学;2007年

2 税薇;基于贝叶斯推理与蚁群算法的仿真飞行器航迹规划研究[D];青岛科技大学;2009年

3 毛云云;多飞行器协同航迹规划算法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

4 赵玲玲;飞行器航迹规划与航迹控制算法研究与实现[D];哈尔滨工业大学;2006年

5 卢江松;基于改进蚁群算法的多机协同突防航迹规划方法研究[D];国防科学技术大学;2011年

6 张建峰;一种飞行器航迹规划算法[D];哈尔滨工程大学;2012年

7 杨杰;具有端点方向约束的快速航迹规划方法研究[D];华中科技大学;2013年

8 姚蔚然;基于多阶段航迹预测的UAVs实时任务规划[D];哈尔滨工业大学;2015年

9 王芳;基于量子蚁群算法的多无人机协同航迹规划研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

10 丛岳;多小型无人机协同航迹规划及其硬件在回路仿真[D];北京理工大学;2015年



本文编号:2133287

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/2133287.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户de575***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com