基于智能优化算法的无人机动态航迹规划

发布时间：2023-04-16 11:53

　　随着自动化技术的发展,现代航空技术渐渐向着无人化、智能化的方向发展,客观推动了无人机的发展。在无人机的实际应用中,任务规划是非常重要的内容,而航迹规划作为无人机任务规划的关键技术,一直是无人机领域的研究热点。无人机航迹规划是指为无人机从起点到终点规划出一条能够躲避空间威胁(动态威胁、静态威胁)的最优飞行路径。本文从三个方面展开无人机航迹规划的研究。首先,利用OpenGL强大的三维渲染功能实现无人机飞行的三维空间的模拟;其次,根据无人机飞行航迹规划的特点,将无人机飞行航迹规划分为无人机静态航迹规划和无人机动态航迹规划。无人机静态航迹规划是指在已知无人机飞行环境威胁的情况下,规划出一条从起点到终点的能够躲避空间静态威胁的最优(航迹最短、性能损耗最少等)航迹;本文中无人机动态航迹规划是指在已经得到无人机静态航迹的前提下,面对突发的威胁状况(动态威胁),实时地对静态航迹进行重规划,以获得一条可以躲避动态威胁的新路径。本文采用数字高程模型中的规则网格模型来作为无人机飞行模拟空间的地形表示方式。该模型对于不同的地形都采用相同的网格单元来表示,具有数据结构简单,便于计算机进行处理的优势。本文基于改进...

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 引言
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 无人机航迹规划的研究现状
        1.2.1 国外无人机航迹规划研究现状
        1.2.2 国内无人机航迹规划研究现状
    1.3 本文主要研究内容
    1.4 论文组织结构
第二章 无人机约束与空间环境建模
    2.1 无人机飞行约束
        2.1.1 最小航迹段约束
        2.1.2 最大航程约束
        2.1.3 最低飞行高度
        2.1.4 最大偏航角
    2.2 飞行环境等效数字地图
        2.2.1 空间环境建模
        2.2.2 等效数字地图的生成
    2.3 本章小结
第三章 无人机静态航迹规划
    3.1 无人机静态航迹规划算法
        3.1.1 航迹段编码设计
        3.1.2 初代种群初始化
        3.1.3 个体适应度评价函数
        3.1.4 遗传操作算子设计
        3.1.5 航迹平滑处理
        3.1.6 收敛判据
    3.2 无人机航迹规划仿真软件
    3.3 仿真实验与结果分析
        3.3.1 实验设计
        3.3.2 实验结果分析
    3.4 本章小结
第四章 无人机动态航迹规划
    4.1 无人机动态航迹规划问题概述
    4.2 基于A*算法的动态航迹规划
        4.2.1 模拟空间网格化
        4.2.2 代价函数的设计
        4.2.3 最小代价点选取
        4.2.4 算法流程
    4.3 仿真实验与结果分析
        4.3.1 无人机静态航迹规划
        4.3.2 无人机动态航迹规划
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
参考文献



本文编号：3791315