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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。
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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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