实时无人机航路规划算法研究

发布时间：2017-10-02 08:31

  本文关键词：实时无人机航路规划算法研究

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【摘要】：由于无人机具有无人员伤亡、隐蔽性好、生命力强、造价低廉、操作灵活等特点,其在现代战争中具有极为重要的作用,在民用领域更有广阔的应用前景。近年来,无人机技术引起了世界范围内的广泛关注和研究热潮,无人机航路规划的能力是实现自主飞行和自主攻击的关键,成为当前无人机技术研究中的热点和难点之一。本文对无人机航路规划算法的研究来源于某科研项目:“人在回路”的集群无人机动态任务分配和航路动态生成算法软件设计。项目的目标是能够在经纬度标识的地图中为N架无人机自动生成规避飞行中出现的多个威胁区域和防碰撞的航路;能够因任务变更为N架无人机自动生成飞往变更目标区域的航路,保证航路动态再生成时间小于2秒。用于解决旅行商问题的弹性带算法具有其他算法不可比拟的快速的收敛速度、在任何情况下都能得到一个最优或次优解,充分满足了实时航路规划对于求解速度和稳定性的要求。有人将弹性带算法运用到路径规划中,取得了不错的效果。本文对基于弹性带理论路径规划算法的优缺点进行详尽分析,在其基础上提出了改进策略,改进后的算法简单可行,可以快速地对实时变化的环境做出响应,能够在甲方要求的时间内规划出一条相对较优的航路;对航路规划算法在经纬度标识的地图中的应用进行了研究,使得算法的适用面更广;搭建了软件仿真平台,对算法进行了可视化仿真,验证了算法的实时性和可靠性。目前,实时航路规划的算法已经完成设计,并使用基于Visual C++6.0的编程环境予以实现,成果已交付给项目甲方并获得了甲方的认可。
【关键词】：无人机 航路规划 弹性带算法 仿真
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V279
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 缩略语对照表11-14
• 第一章 绪论14-18
• 1.1 无人机的历史、现状和未来14-15
• 1.2 无人机航路规划15-16
• 1.3 本文的主要内容16
• 1.4 论文的组织结构16-17
• 1.5 本章小结17-18
• 第二章 无人机航路规划算法研究现状18-36
• 2.1 航路规划的几何方法18-22
• 2.1.1 基于概略图的规划方法18-21
• 2.1.2 基于栅格的图搜索方法21-22
• 2.2 航路规划的数学规划方法22-25
• 2.2.1 动态规划法22-24
• 2.2.2 非线性规划法24-25
• 2.3 航路规划的人工势场法25-26
• 2.4 航路规划的智能化方法26-34
• 2.4.1 蚁群算法26-28
• 2.4.2 遗传算法28-29
• 2.4.3 粒子群算法29-31
• 2.4.4 模糊逻辑算法31-32
• 2.4.5 模拟退火算法32
• 2.4.6 弹性带算法32-34
• 2.5 本章小结34-36
• 第三章 弹性带路径规划算法的改进36-60
• 3.1 弹性带路径规划算法36-44
• 3.1.1 算法的基本步骤36-38
• 3.1.2 算法的优点38-39
• 3.1.3 算法的不足39-44
• 3.2 弹性带路径规划算法的改进44-59
• 3.2.1 环境空间表示方法的改进44-46
• 3.2.2 障碍物合并方法的改进46-49
• 3.2.3 添加参考节点方法的改进49-50
• 3.2.4 顶点集计算方法的改进50-54
• 3.2.5 城市点选择方法的改进54-56
• 3.2.6 不安全路径问题的改进56-57
• 3.2.7 改进算法的算法步骤57-59
• 3.3 本章小结59-60
• 第四章 改进的算法在实时无人机航路规划中的应用60-72
• 4.1 改进的算法在经纬度标识的数字地图中的应用60-62
• 4.2 改进的算法的软件仿真平台的设计与实现62-70
• 4.2.1 仿真平台的总体设计62-65
• 4.2.2 仿真平台的程序实现65-67
• 4.2.3 航路规划算法的仿真实例67-70
• 4.3 本章小结70-72
• 第五章 总结与展望72-74
• 5.1 总结72
• 5.2 展望72-74
• 参考文献74-78
• 致谢78-80
• 作者简介80-81

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 马益杭;占利军;谢传节;秦承志;;连通域标记算法的并行化研究[J];地理与地理信息科学;2013年04期

2 韩忠民;;知经纬度计算两点精确距离[J];科技传播;2011年11期

3 陈雄;傅华明;;GIS软件开发中经纬度与像素坐标间的转换[J];电子技术;2010年01期

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6 高海昌;冯博琴;朱利b;;智能优化算法求解TSP问题[J];控制与决策;2006年03期

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本文编号：958578