使用dubins路徑和回旋曲線進(jìn)行多個(gè)無(wú)人機(jī)的路徑規(guī)劃(存儲(chǔ)版)
【正文】 成： 通過(guò)轉(zhuǎn)換成角度。類(lèi)似的Rf是最終策略中的半徑。無(wú)障礙環(huán)境下，公式（5）可以改為：僅限于躲避無(wú)人機(jī)的內(nèi)部沖突。在新生成的路徑上再一次進(jìn)行安全性測(cè)試以確保避免碰撞。這種威脅是通過(guò)中間航途基準(zhǔn)點(diǎn)/位置解決的。將圖12中最上面的一條路徑的曲率增加到等于參考路徑（即第五架無(wú)人機(jī)的路徑）。同時(shí)，“最小分離距離”是一個(gè)充分條件，“非交叉路徑長(zhǎng)度相等”是一個(gè)必要條件。第一階段為無(wú)人機(jī)規(guī)劃適航路徑，第二階段對(duì)路徑進(jìn)行安全性測(cè)試，規(guī)劃出安全的路徑，第三個(gè)階段將長(zhǎng)度較短的路徑長(zhǎng)度增加到與最長(zhǎng)路徑相等。無(wú)人機(jī)集群中的第二架無(wú)人機(jī)在第三和第四個(gè)節(jié)點(diǎn)之間有三個(gè)障礙，進(jìn)行過(guò)一次重新規(guī)劃后，它的路徑仍然與其他障礙交叉，因此需要進(jìn)一步優(yōu)化。在這些位置之間規(guī)劃出適航路徑。通過(guò)減小回旋曲線的曲率增加UAV1和UAV2的路徑長(zhǎng)度。為了計(jì)算旋轉(zhuǎn)角θs，方程可以改為擴(kuò)展公式并求出θs最后，可以求出角θf(wàn)：另一種解法：擴(kuò)展之后得到：相關(guān)的菲涅爾積分為：級(jí)數(shù)展開(kāi)式為： 模擬對(duì)兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行了模擬計(jì)算。在任何位置上，從切向量到中心向量C的轉(zhuǎn)換（不管是有益的還是有害的）都可以作為每個(gè)策略中曲率的標(biāo)志。這個(gè)向量的終點(diǎn)由坐標(biāo)x，y表示，通過(guò)積分得到：角θt是角沿著弧長(zhǎng)s移動(dòng)的軌跡。通過(guò)下式計(jì)算曲率值kS代表路徑長(zhǎng)度，{s}是路徑長(zhǎng)度的集合，N代表無(wú)人機(jī)的數(shù)量，Serf代表參考路徑的長(zhǎng)度。安全圈內(nèi)的點(diǎn)M和N是中間航途基準(zhǔn)點(diǎn)。如果路徑滿足方程式（6）和（7），就不需要重新進(jìn)行規(guī)劃。dk,m代表路徑rk(t)和rm(t)之間的距離。圖５ 適航路徑以及他們的曲率路徑的曲率與橫向加速度成正比，連同其他地點(diǎn)、速度、位置形成一個(gè)閉環(huán)指導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行路徑跟蹤（圖１中的第三層）。—：如果航線在固定的高度，那么公式（2）可以簡(jiǎn)化為：使用有曲率約束的二維Dubins方法可以解出公式（1），這表明最短路徑可以由三個(gè)切向圓?。ǎ茫茫茫┗蛘邇蓚€(gè)切向圓弧加一條直線（ＣＬＣ）得到，其中Ｃ代表圓弧，Ｌ代表直線。假設(shè)這批無(wú)人機(jī)的類(lèi)型相同、飛行速度相同并且飛行在相同的固定高度上。本文介紹了一種新的路徑規(guī)劃方法（見(jiàn)圖3），這種方法使用適航路徑進(jìn)行路徑規(guī)劃。Segovia, Rombaut, Preciado和 Meizel提出了對(duì)路徑規(guī)劃進(jìn)行全面檢查。在某些情況下，新規(guī)劃的路線是可行的，在另一些情況下，要想消除不可飛行的路線產(chǎn)生適航路徑，這些路線還需要進(jìn)一步優(yōu)化?？赡苓€存在維持復(fù)雜城市環(huán)境中的通信、完成任務(wù)的時(shí)間、基于任務(wù)目標(biāo)的資源管理等約束。在自動(dòng)控制系統(tǒng)領(lǐng)域，路徑規(guī)劃仍然是一個(gè)公開(kāi)的問(wèn)題。雇傭一批無(wú)人機(jī)可以產(chǎn)生成本效益和容錯(cuò)系統(tǒng)。第三階段，所有路徑長(zhǎng)度相等使無(wú)人機(jī)可以同時(shí)到達(dá)目標(biāo)。進(jìn)行這樣研究要解決如何使一批無(wú)人機(jī)同時(shí)到達(dá)目標(biāo)的問(wèn)題。需要開(kāi)發(fā)自動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)更換這些系統(tǒng)中的人類(lèi)操作員，這樣的自動(dòng)控制系統(tǒng)在水陸空各種環(huán)境中都有。圖1有三個(gè)分支，分支的數(shù)量和功能會(huì)根據(jù)應(yīng)用程序和任務(wù)目標(biāo)的不同而改變。圖1任務(wù)規(guī)劃的層次結(jié)構(gòu)操縱曲率與無(wú)人機(jī)的橫向加速度成正比(a=kvv)（a是橫向加速度，k是曲率，v是無(wú)人機(jī)的速度），無(wú)人機(jī)路徑上所有點(diǎn)的曲率必須小于最大曲率。不同的應(yīng)用領(lǐng)域（監(jiān)視、搜索和跟蹤、救援、災(zāi)害監(jiān)測(cè)等）有不同的目標(biāo)和方法。Mclain和Beard認(rèn)為，一個(gè)連接端點(diǎn)的鏈模型可以通過(guò)定義鏈連部隊(duì)減少方向改變進(jìn)行路徑規(guī)劃。Zabarankin,Uryasev,Pardalos提出使用離散化的分析優(yōu)化方法滿足路徑長(zhǎng)度約束規(guī)劃出一條避免被雷達(dá)發(fā)現(xiàn)的最優(yōu)路徑。但是，經(jīng)過(guò)筆者的努力，本文是第一篇使用基于回旋曲線原理的Dubins路徑進(jìn)行路徑規(guī)劃
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