无人机任务规划软件设计与实现

发布时间：2017-04-17 14:00

  本文关键词：无人机任务规划软件设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：无人机越来越多被应用于现代战争中,而任务规划是无人机执行任务过程中的至关重要的一步。无人机任务规划的目的是找出一条最优飞行航路,使之在确保无人机安全的前提下,最大限度发挥无人机的作用,完成飞行任务。然而,当前无人机任务规划大多基于二维模式,并在二维下对结果进行仿真与验证,其人机交互不强,仿真显示不直观。在无人机任务规划实现技术方面急需要提供一种具有能感知飞行器六自由度状态与空间三维环境相结合的直观、动态的无人机任务规划辅助系统。本论文基于中航XX无人机的任务规划研制要求,开展了无人机任务规划的辅助可视技术研究与项目开发,具体的研究与开发内容如下:1.研究了无人机六自由度飞行仿真三维建模方法,实现了飞行器和空间环境约束的建模。通过对无人机的飞行参数、飞行姿态、任务载荷状态、耗油情况等各个方面用三维模型的建模,任务规划人员能够轻易的对无人机的飞行态势进行整体准确的把握,实现了无人机任务规划过程中的六自由度仿真。2.研究了无人机虚拟视景技术,采用虚拟仿真技术与任务规划算法相融合的方法,实现了对无人机的任务规划的动态仿真。任务规划人员不仅仅获得对无人机的六自由度飞行状态了解,同时对无人机即将要飞行的既定航路、周围飞行环境、可能遇到的飞行威胁以及无人机上所携带的载荷系统的工作情况等具有空间多自由度感知。通过航路制定,无人机任务规划视景仿真模块可以对航路进行仿真试验,开展可行性分析,经过这样一个相辅相成循序渐进的过程,就可以最终生成所需要的最有航路。3.研究了多种设计模式在无人机三维任务规划软件中的应用。设计了软件总体程序架构和任务规划人机交互界面。对辅助规划控件如空间对象测距,不规则区域测面积的算法进行了研究。本文所开发的系统在XX无人机任务规划中取得了实际工程应用。系统提供了友好的人机交互界面,充分发挥了人的分析能力与计算机的计算能力,使得无人机任务规划简单而高效,具有强的工程现实意义。
【关键词】：任务规划 人机交互 三维建模 虚拟视景
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：V279;TP311.52
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-19
• 1.1 研究工作的背景与意义10-13
• 1.2 国内外研究历史与现状13-15
• 1.3 研究目标和主要研究内容15-17
• 1.3.1 论文研究目标15-16
• 1.3.2 主要研究内容16-17
• 1.4 本文的主要贡献与创新17-19
• 第二章 系统需求分析及总体设计19-26
• 2.1 系统需求分析19-21
• 2.1.1 系统功能要求19-20
• 2.1.2 软件开发要求20-21
• 2.2 系统总体设计21-25
• 2.2.1 无人机任务规划方法设计21
• 2.2.2 系统流程分析21-22
• 2.2.3 软件架构设计22-24
• 2.2.4 用户界面设计24-25
• 2.3 本章小结25-26
• 第三章 无人机任务规划对象三维建模研究26-40
• 3.1 系统的三维建模26-27
• 3.1.1 无人机任务规划对象要素模型26
• 3.1.2 三维视景渲染建模流程26-27
• 3.2 战场环境对象建模27-31
• 3.3 航迹对象建模31-33
• 3.4 飞行对象建模33-39
• 3.4.1 无人机模型构建和加载33-35
• 3.4.2 飞行数字仪表建模35-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第四章 无人机三维任务规划软件设计与实现40-64
• 4.1 基于三维建模的无人机任务规划系统设计40-42
• 4.1.1 基于三维建模的规划流程分析40-42
• 4.1.2 任务规划软件数据交换系统设计42
• 4.2 空间对象测绘算法的研究与实现42-49
• 4.2.1 三维空间坐标转换算法42-43
• 4.2.2 空间两点飞行距离计算43-46
• 4.2.3 空间不规则禁飞区面积计算46-47
• 4.2.4 航迹高程分析47-49
• 4.3 三维任务规划过程设计与实现49-57
• 4.3.1 战场环境对象配置49-52
• 4.3.2 任务段、载荷配置52-55
• 4.3.3 无人机三维任务规划55-57
• 4.4 辅助规划设计57-63
• 4.4.1 属性窗数据管理58-60
• 4.4.2 系统状态监控60-62
• 4.4.3 辅助规划选项62-63
• 4.5 本章小结63-64
• 第五章 系统测试及结果分析64-71
• 5.1 系统评价标准64-65
• 5.2 测试流程和方法65-66
• 5.3 测试过程及结果分析66-70
• 5.3.1 系统子模块测试66-68
• 5.3.2 航迹规划整体测试68-70
• 5.3.3 结果分析70
• 5.4 本章小结70-71
• 第六章 总结与展望71-73
• 6.1 全文总结71-72
• 6.2 后续工作展望72-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-76

【参考文献】

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1 陈海;王新民;焦裕松;李俨;;一种凸多边形区域的无人机覆盖航迹规划算法[J];航空学报;2010年09期

  本文关键词：无人机任务规划软件设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：313344