本文關(guān)鍵詞：無人機(jī)航路規(guī)劃系統(tǒng)研究

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【摘要】：隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展,無人機(jī)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的重要性日漸明顯。在此背景下,本文從無人機(jī)單機(jī)航路規(guī)劃,多無人機(jī)編隊航路規(guī)劃以及多無人機(jī)時間協(xié)同航路規(guī)劃三個方面,對無人機(jī)系統(tǒng)中的航路規(guī)劃問題進(jìn)行了研究。針對無人機(jī)單機(jī)航路規(guī)劃問題,提出了系統(tǒng)的解決方案。首先,建立了無人機(jī)航路規(guī)劃環(huán)境模型,并采用稀疏A星算法進(jìn)行航路規(guī)劃,得到參考航路。在此基礎(chǔ)上提出了一種自適應(yīng)分級平滑算法,分兩級對航路進(jìn)行平滑,一級平滑去掉冗余航路點,使航路達(dá)到直線平滑,二級平滑通過自適應(yīng)的航路調(diào)整方法,使平滑后的航路滿足無人機(jī)的飛行約束。針對多無人機(jī)編隊航路規(guī)劃問題,建立了多無人機(jī)編隊模型以及編隊規(guī)劃環(huán)境模型,提出了一種多無人機(jī)編隊航路規(guī)劃算法。在無人機(jī)單機(jī)航路規(guī)劃的基礎(chǔ)上,先規(guī)劃出領(lǐng)隊無人機(jī)航路,再根據(jù)編隊模型,對領(lǐng)隊無人機(jī)航路進(jìn)行擴(kuò)展,得到兩翼無人機(jī)航路,最后通過對兩翼無人機(jī)的速度調(diào)整進(jìn)行時間協(xié)同處理,使多無人機(jī)能夠在飛行過程中保持編隊隊形不變。針對從不同起始點出發(fā),同時到達(dá)相同目的地的多無人機(jī)時間協(xié)同航路規(guī)劃問題,提出了一種多無人機(jī)防撞協(xié)同規(guī)劃算法。首先對多無人機(jī)進(jìn)行航路長度預(yù)估,并對預(yù)估航路長度進(jìn)行從大到小的排列,然后依次對無人機(jī)進(jìn)行單機(jī)航路規(guī)劃。重點分析了航路規(guī)劃過程中的防撞檢測方法,以及平滑過程中的防撞檢測方法,保證多條航路的安全性。最后通過對無人機(jī)的飛行速度控制,進(jìn)行時間修正,從而滿足時間協(xié)同。對無人機(jī)航路規(guī)劃系統(tǒng)進(jìn)行了仿真,仿真結(jié)果表明,上述方法可以解決對應(yīng)的航路規(guī)劃問題,且得到的航路經(jīng)過平滑處理,滿足無人機(jī)的飛行要求,具有可行性。
【關(guān)鍵詞】：單機(jī)航路規(guī)劃 編隊航路規(guī)劃 協(xié)同航路規(guī)劃 稀疏A星算法 航路平滑
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V279
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符號對照表11-12
• 縮略語對照表12-15
• 第一章 緒論15-25
• 1.1 研究背景15
• 1.2 無人機(jī)單機(jī)航路規(guī)劃研究現(xiàn)狀15-22
• 1.2.1 規(guī)劃空間表示方法15-19
• 1.2.2 航跡搜索算法19-22
• 1.3 多無人機(jī)協(xié)同航路規(guī)劃研究現(xiàn)狀22-23
• 1.4 論文的主要內(nèi)容23-24
• 1.5 論文的內(nèi)容安排24-25
• 第二章 無人機(jī)單機(jī)航路規(guī)劃25-41
• 2.1 航路規(guī)劃環(huán)境模型的建立25-27
• 2.1.1 二維威脅分布圖的建立25-26
• 2.1.2 建立柵格地圖26-27
• 2.2 規(guī)劃算法的設(shè)計27-30
• 2.2.1 建立代價函數(shù)27-28
• 2.2.2 柵格節(jié)點的擴(kuò)展方法28-29
• 2.2.3 航路規(guī)劃步驟29-30
• 2.3 規(guī)劃結(jié)果的優(yōu)化30-35
• 2.3.1 一級平滑30-32
• 2.3.2 二級平滑，，滿足飛行約束32-35
• 2.4 仿真結(jié)果及其分析35-38
• 2.4.1 航路平滑的可行性35-37
• 2.4.2 稀疏A星算法與傳統(tǒng)A星算法的比較37-38
• 2.4.3 安全優(yōu)先和效率優(yōu)先的比較38
• 2.5 本章小結(jié)38-41
• 第三章 多無人機(jī)編隊航路規(guī)劃41-53
• 3.1 多無人機(jī)編隊模型的建立41
• 3.2 編隊航路規(guī)劃環(huán)境模型的建立41-43
• 3.3 編隊航路規(guī)劃算法的設(shè)計43-44
• 3.4 編隊航路的時間協(xié)同44-47
• 3.5 仿真結(jié)果及其分析47-52
• 3.5.1 V型編隊47-49
• 3.5.2 十字型編隊49-51
• 3.5.3 人字型編隊51-52
• 3.6 本章小結(jié)52-53
• 第四章 多無人機(jī)時間協(xié)同航路規(guī)劃53-67
• 4.1 環(huán)境模型的建立53
• 4.2 規(guī)劃算法的設(shè)計53-64
• 4.2.1 節(jié)點碰撞檢測54-56
• 4.2.2 航路段碰撞檢測56-64
• 4.3 多無人機(jī)航路的時間協(xié)同64
• 4.4 仿真結(jié)果及其分析64-66
• 4.4.1 出發(fā)地多方向64-65
• 4.4.2 出發(fā)地相近65-66
• 4.5 本章小結(jié)66-67
• 第五章 總結(jié)與展望67-69
• 5.1 工作總結(jié)67
• 5.2 研究展望67-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 致謝73-75
• 作者簡介75-76

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