本文關(guān)鍵詞：無(wú)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(wú)人機(jī)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中的重要性日漸明顯。在此背景下,本文從無(wú)人機(jī)單機(jī)航路規(guī)劃,多無(wú)人機(jī)編隊(duì)航路規(guī)劃以及多無(wú)人機(jī)時(shí)間協(xié)同航路規(guī)劃三個(gè)方面,對(duì)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)中的航路規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行了研究。針對(duì)無(wú)人機(jī)單機(jī)航路規(guī)劃問(wèn)題,提出了系統(tǒng)的解決方案。首先,建立了無(wú)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(jí)平滑算法,分兩級(jí)對(duì)航路進(jìn)行平滑,一級(jí)平滑去掉冗余航路點(diǎn),使航路達(dá)到直線平滑,二級(jí)平滑通過(guò)自適應(yīng)的航路調(diào)整方法,使平滑后的航路滿(mǎn)足無(wú)人機(jī)的飛行約束。針對(duì)多無(wú)人機(jī)編隊(duì)航路規(guī)劃問(wèn)題,建立了多無(wú)人機(jī)編隊(duì)模型以及編隊(duì)規(guī)劃環(huán)境模型,提出了一種多無(wú)人機(jī)編隊(duì)航路規(guī)劃算法。在無(wú)人機(jī)單機(jī)航路規(guī)劃的基礎(chǔ)上,先規(guī)劃出領(lǐng)隊(duì)無(wú)人機(jī)航路,再根據(jù)編隊(duì)模型,對(duì)領(lǐng)隊(duì)無(wú)人機(jī)航路進(jìn)行擴(kuò)展,得到兩翼無(wú)人機(jī)航路,最后通過(guò)對(duì)兩翼無(wú)人機(jī)的速度調(diào)整進(jìn)行時(shí)間協(xié)同處理,使多無(wú)人機(jī)能夠在飛行過(guò)程中保持編隊(duì)隊(duì)形不變。針對(duì)從不同起始點(diǎn)出發(fā),同時(shí)到達(dá)相同目的地的多無(wú)人機(jī)時(shí)間協(xié)同航路規(guī)劃問(wèn)題,提出了一種多無(wú)人機(jī)防撞協(xié)同規(guī)劃算法。首先對(duì)多無(wú)人機(jī)進(jìn)行航路長(zhǎng)度預(yù)估,并對(duì)預(yù)估航路長(zhǎng)度進(jìn)行從大到小的排列,然后依次對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行單機(jī)航路規(guī)劃。重點(diǎn)分析了航路規(guī)劃過(guò)程中的防撞檢測(cè)方法,以及平滑過(guò)程中的防撞檢測(cè)方法,保證多條航路的安全性。最后通過(guò)對(duì)無(wú)人機(jī)的飛行速度控制,進(jìn)行時(shí)間修正,從而滿(mǎn)足時(shí)間協(xié)同。對(duì)無(wú)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(duì)應(yīng)的航路規(guī)劃問(wèn)題,且得到的航路經(jīng)過(guò)平滑處理,滿(mǎn)足無(wú)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(duì)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：V279
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符號(hào)對(duì)照表11-12
• 縮略語(yǔ)對(duì)照表12-15
• 第一章 緒論15-25
• 1.1 研究背景15
• 1.2 無(wú)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(wú)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(wú)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(jì)27-30
• 2.2.1 建立代價(jià)函數(shù)27-28
• 2.2.2 柵格節(jié)點(diǎn)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(jí)平滑30-32
• 2.3.2 二級(jí)平滑，，滿(mǎn)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(wú)人機(jī)編隊(duì)航路規(guī)劃41-53
• 3.1 多無(wú)人機(jī)編隊(duì)模型的建立41
• 3.2 編隊(duì)航路規(guī)劃環(huán)境模型的建立41-43
• 3.3 編隊(duì)航路規(guī)劃算法的設(shè)計(jì)43-44
• 3.4 編隊(duì)航路的時(shí)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(duì)47-49
• 3.5.2 十字型編隊(duì)49-51
• 3.5.3 人字型編隊(duì)51-52
• 3.6 本章小結(jié)52-53
• 第四章 多無(wú)人機(jī)時(shí)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(jì)53-64
• 4.2.1 節(jié)點(diǎn)碰撞檢測(cè)54-56
• 4.2.2 航路段碰撞檢測(cè)56-64
• 4.3 多無(wú)人機(jī)航路的時(shí)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(jiǎn)介75-76

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