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无人飞行器航迹规划算法研究

作 者: 马健
导 师: 许红梅
学 校: 长春理工大学
专 业: 电子科学与技术
关键词: 无人飞行器 航迹规划 威胁回避 Voronoi算法
分类号: V249.1
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 62次
引 用: 1次
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内容摘要


无人飞行器航迹规划是指在分析无人飞行器抵达时间、飞行环境、所受威胁及燃料消耗等情况的基础上,为确保飞行器圆满完成飞行任务而设计出一条最理想的飞行航迹,它是无人飞行器任务规划系统的关键技术。本文首先对航迹问题进行建模,分别从空间模型、航迹表达、约束条件三个方面对航迹问题进行描述,并给出了航迹代价的选取规则。其次研究了遗传算法、Voronoi算法以及蚁群算法在航迹规划中的应用,采用威胁代价加权的方法重新构建了Voronoi图。讨论了三种算法的特点,提出了在不同阶段采用不同算法解决航迹规划问题的思想。在研究了常用的威胁体回避方法的基础上,提出了不同威胁体的回避方法,并通过仿真实验验证其有效性和实用性最后在Voronoi图的基础上,研究了可行航迹的优化方法。设计开发了无人飞行器航迹规划仿真系统,给出了开发结果。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-7
第一章 绪论  7-10
  1.1 课题研究背景及意义  7-8
  1.2 国内外发展现状  8-9
  1.3 本文研究的主要内容  9-10
第二章 无人飞行器航迹规划基本理论  10-21
  2.1 航迹规划问题描述  10-15
  2.2 航迹代价函数  15-16
  2.3 数字地形模型  16-20
  2.4 小结  20-21
第三章 无人飞行器航迹规划的算法分析  21-40
  3.1 航迹规划中的遗传算法  21-25
  3.2 航迹规划的沃罗诺伊算法  25-32
  3.3 航迹规划的蚁群算法  32-38
  3.4 三种航迹规划算法特点  38-39
  3.5 总结  39-40
第四章 威胁体回避技术研究  40-45
  4.1 威胁空间建模  40-41
  4.2 基于栅格的威胁回避  41
  4.3 不规则威胁体回避技术  41-44
  4.4 小结  44-45
第五章 基于Voronoi算法的无人飞行器航迹规划  45-53
  5.1 规划后航迹的优化  45-46
  5.2 仿真系统的设计与开发  46-52
  5.3 小结  52-53
第六章 总结与展望  53-54
  6.1 本文工作总结  53
  6.2 研究展望  53-54
致谢  54-55
参考文献  55-56

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中图分类: > 航空、航天 > 航空 > 航空仪表、航空设备、飞行控制与导航 > 飞行控制系统与导航 > 飞行控制
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