基于流体扰动计算的无人机三维无碰撞航路规划

发布时间：2019-05-23 17:27

【摘要】：针对三维多架无人机(UAV)入侵的情况,提出一种基于流体扰动计算方法与交互多模型(IMM)算法相结合的无碰撞航路规划算法.首先将流体扰动计算方法用于三维单机入侵情况下的无碰撞航路规划,并简要分析该方法的特点.然后将改进的流体扰动计算方法运用到三维多机入侵的情况,并采用机动目标多模型跟踪算法对机动入侵机进行跟踪并对其未来运动态势进行预测,再结合滚动优化思想在线调整影响系数,在无人机性能约束要求下对避撞航路进行实时的局部优化,最终规划出一条三维可飞行的无碰撞航路.仿真结果表明,该算法能够规避多架入侵机,航路平滑可飞,满足实时性要求.
[Abstract]:In view of the intrusion of three-dimensional multi-frame unmanned aerial vehicle (UAV), a collision-free route planning algorithm based on the combination of a fluid disturbance calculation method and an interactive multi-model (IMM) algorithm is proposed. Firstly, the method of fluid disturbance is used for collision-free route planning in the case of three-dimensional stand-alone intrusion, and the characteristics of the method are briefly analyzed. then the improved fluid disturbance calculation method is applied to the case of three-dimensional multi-machine invasion, and the maneuvering target multi-model tracking algorithm is adopted to track and predict the future motion situation of the mobile intrusion machine, and then the influence coefficient is adjusted on line with the rolling optimization idea, Under the requirements of the performance constraints of the unmanned aerial vehicle, the collision avoidance route is locally optimized in real time, and a three-dimensional flying collision-free route is finally planned. The simulation results show that the algorithm can avoid the multi-frame invasion, and the route can fly smoothly and meet the real-time requirements.
【作者单位】： 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院;北京航空航天大学飞行器控制一体化技术重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金项目(61175084) 长江学者和创新团队发展计划(IRT13004)资助~~
【分类号】：V279

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本文编号：2484079