無人機在各領域的廣泛應用與無人機飛行環(huán)境的愈加復雜,對無人機航跡規(guī)劃技術提出了更大的挑戰(zhàn)與要求。目前國內(nèi)外學者專家們對無人機航跡規(guī)劃方法開展了富有成效的研究工作,但在三維復雜約束環(huán)境下還存在不足;并且僅適用于某種特定的環(huán)境,方法適應性不足。因此,本文在無人機三維全局靜態(tài)航跡規(guī)劃問題上,設計出多層擴展A*算法,使規(guī)劃能顧及復雜環(huán)境約束且符合無人機飛行特點;在無人機三維局部動態(tài)航跡規(guī)劃問題上,對傳統(tǒng)粒子群算法進行改進,搜索出最優(yōu)引導點修改航跡以規(guī)避突發(fā)威脅且提高算法收斂效率。最后分別進行無人機全局靜態(tài)航跡規(guī)劃與局部動態(tài)航跡規(guī)劃的對比分析試驗,主要研究工作和成果如下:（1）設計出適用于復雜環(huán)境下無人機三維全局靜態(tài)航跡規(guī)劃的多層擴展A*算法。在航跡規(guī)劃搜索前,將典型復雜環(huán)境（地形、氣象、禁飛區(qū)、危險物等）與不同任務目標下航跡約束條件融合,構建出三維航跡規(guī)劃環(huán)境模型為算法提供搜索環(huán)境,進而適應不同環(huán)境下的多樣化約束需求;顧及無人機自身性能約束與飛行特點,設計出多層擴展A*算法,通過“新增水平方向向量”與“豎直分層擴展節(jié)點”兩方面進行三維分層擴展,提高航跡準確性;將各飛行代價歸一化以改進算法代價函... 

【文章來源】：西南交通大學四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

環(huán)境模型構建示意圖

圖 3-3 大氣環(huán)境邊界格網(wǎng)獲取示意圖行列號后，則將對應格網(wǎng)表示為大氣環(huán)境約束區(qū)域，或者將環(huán)境圍設為一個大值使得搜索算法無法通過。險物約束信息融入物信息，在三維空間中，一般直接看成球形，或者正方體類型，境模型行列號均比較簡單，找到球心或正方體八頂點的對應行列危險物范圍內(nèi)的所有的行列號。視約束信息融入是指因某些無人機任務要求，需要無人時刻在至少一個地面站的始終符合地面站通視要求。通視約束信息的融入主要采用視域分高各地面站監(jiān)測點高程反復進行視域分析的方式以獲取環(huán)境模型要流程如圖 3-4 所示。

圖 3-7 方向值對應情況示意圖索時，僅能搜索與原先方向相同，或左右最鄰近的兩方向，如原2，原先 2 方向時僅能搜索 123 等。起始點與目標點沒有方向時 8 個方向均可搜索。當任務目標是無人機以規(guī)定的方向與姿機必須以規(guī)劃的方向與姿態(tài)出發(fā)時，通過該方法同樣能有效解直分層擴展節(jié)點在飛行過程中受性能約束，在爬升與俯沖時有最大角度的限制。搜索擴展節(jié)點時，根據(jù)水平擴展距離與無人機最大俯仰角的大的可達范圍，然后在豎直可達范圍內(nèi)以固定高度間隔為基準多度可達范圍計算方式具體見式（3-10）。 | tan tan ( =1,3,5,| 2 tan 2 tan ( =2,4,6,cur C cur CH H L H H L directH H L H H L direct + +


本文編號：3587810