本文關(guān)鍵詞：無人機三維航跡規(guī)劃算法研究

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【摘要】：隨著近些年來無人機在現(xiàn)代戰(zhàn)場上越來越廣泛的應(yīng)用,無人機自主控制能力和任務(wù)遂行能力逐漸成為了研究熱點。無人機的三維航跡規(guī)劃是實現(xiàn)無人機自主控制的重要基礎(chǔ),是保障無人機順利遂行軍事任務(wù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文就無人機的三維航跡規(guī)劃問題展開研究,提出行之有效的航跡規(guī)劃算法。文章主要內(nèi)容包括：1.簡述無人機三維航跡規(guī)劃的研究意義和課題的研究現(xiàn)狀,分析了航跡規(guī)劃的基本規(guī)劃要素和當(dāng)前主流的三維航跡規(guī)劃方法。2.通過函數(shù)法構(gòu)建原始三維數(shù)字地形,采用坡度限制平滑和曲率限制平滑相結(jié)合的綜合平滑算法對原始地形進行平滑處理,建立無人機安全飛行曲面；詳細分析當(dāng)前防空網(wǎng)的威脅源聯(lián)網(wǎng)情況,建立基于多個雷達威脅源的威脅聯(lián)網(wǎng)模型。3.建立基于威脅代價和油耗代價的無人機飛行綜合代價函數(shù)模型,采用蟻群算法對威脅聯(lián)網(wǎng)下的無人機飛行航跡進行了仿真實驗。對基本蟻群算法存在的耗時長、易陷入局部最優(yōu)的缺點,提出了改進算法仿真,實驗結(jié)果顯示改進算法耗時較短且不會出現(xiàn)算法停滯現(xiàn)象,具有較為明顯的改進效果。4.針對全局航跡規(guī)劃無法應(yīng)對突發(fā)情況的不足,研究了無人機在線航跡規(guī)劃問題�？紤]到在線規(guī)劃必須快速實時高效,本文采用人工勢場法結(jié)合改進蟻群算法對無人機進行有效的三維航跡實時規(guī)劃,以確保飛行安全。5.就多任務(wù)節(jié)點無人機三維航跡規(guī)劃,論文分別針對己指定任務(wù)節(jié)點遍歷順序和未指定任務(wù)節(jié)點遍歷順序兩種情況進行了分析。對于已給定任務(wù)點遍歷順序的整體航跡規(guī)劃,對己知的相鄰任務(wù)點逐一采用改進蟻群算法以完成整體的航跡規(guī)劃；對于未知任務(wù)點遍歷順序的整體航跡規(guī)劃,文章采用迪杰斯特拉算法結(jié)合改進蟻群算法來獲得整體規(guī)劃結(jié)果較為貼合實際的優(yōu)化航跡。
【關(guān)鍵詞】：三維航跡規(guī)劃 威脅聯(lián)網(wǎng) 蟻群算法 人工勢場 迪杰斯特拉算法
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V279
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-12
• 1.1 無人機三維航跡規(guī)劃研究的意義8-9
• 1.2 無人機三維航跡規(guī)劃的研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.1 無人機三維航跡規(guī)劃要素9-10
• 1.2.2 常用的無人機三維航跡規(guī)劃方法10-11
• 1.3 論文的主要工作與組織結(jié)構(gòu)11-12
• 2 無人機三維航跡規(guī)劃環(huán)境建模12-25
• 2.1 數(shù)字地形預(yù)處理與安全飛行曲面的建立12-22
• 2.1.1 函數(shù)法獲得三維原始地形12-13
• 2.1.2 等效數(shù)字地形的平滑處理13-20
• 2.1.3 地形綜合平滑處理仿真20-22
• 2.1.4 建立安全飛行曲面22
• 2.2 威脅聯(lián)網(wǎng)環(huán)境分析與聯(lián)網(wǎng)模型的建立22-25
• 2.2.1 威脅聯(lián)網(wǎng)分析22-23
• 2.2.2 威脅聯(lián)網(wǎng)模型的建立23-25
• 3 基于改進蟻群算法的無人機三維航跡規(guī)劃25-35
• 3.1 無人機三維航跡規(guī)劃綜合代價數(shù)學(xué)模型25-26
• 3.1.1 油耗代價25
• 3.1.2 雷達探測概率代價25
• 3.1.3 綜合代價函數(shù)的建立25-26
• 3.2 基本蟻群算法26-27
• 3.2.1 蟻群算法原理26-27
• 3.2.2 蟻群算法流程27
• 3.3 對基本蟻群算法的改進27-28
• 3.3.1 對狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率的改進27-28
• 3.3.2 局部信息素更新規(guī)則的改進28
• 3.4 實驗結(jié)果與分析28-35
• 4 基于人工勢場的無人機三維實時航跡規(guī)劃35-41
• 4.1 人工勢場法35-37
• 4.1.1 人工勢場法原理35-37
• 4.1.2 人工勢場的優(yōu)缺點37
• 4.2 人工勢場法在實時航跡規(guī)劃中的運用37-38
• 4.3 蟻群算法實時在線航跡規(guī)劃38-39
• 4.4 實驗結(jié)果與分析39-41
• 5 多任務(wù)無人機三維航跡規(guī)劃41-48
• 5.1 指定任務(wù)順序的三維航跡規(guī)劃41-43
• 5.2 未指定任務(wù)點順序的三維航跡規(guī)劃43-48
• 5.2.1 旅行商問題43
• 5.2.2 迪杰斯特拉算法43-45
• 5.2.3 結(jié)合迪杰斯特拉算法的多任務(wù)無人機三維航跡規(guī)劃45
• 5.2.4 仿真結(jié)果與分析45-48
• 結(jié)論48-50
• 參考文獻50-52
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況52-53
• 致謝53-54

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 莊曉東,孟慶春,高云,楊少軍,張繼軍,齊勇;復(fù)雜環(huán)境中基于人工勢場優(yōu)化算法的最優(yōu)路徑規(guī)劃[J];機器人;2003年06期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李岑;基于迪杰斯特拉算法的聯(lián)系人管理系統(tǒng)[D];吉林大學(xué);2012年

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本文編號：1135591