無人機自主飛行航跡規(guī)劃問題-資料下載頁
2025-08-04 01:10本頁面
【正文】 8 再次平滑后的曲線1 三維空間處理效果圖圖22 處理前的三維圖圖20 平滑處理后的三維圖圖21再次平滑處理后的三維圖圖 22 路徑2和3的三維模擬圖由以上的仿真三維圖，用維諾圖和笛氏算法求得的二維平面的最佳路徑，轉化為三維空間考慮時，由于引入了地形因素，原先最優(yōu)的航道路徑在此時不再是最優(yōu)的了，由圖22以及計算結果可以得到最優(yōu)的航道路徑其實是原先求得的次優(yōu)路徑（圖22最右邊的那條）。七、模型評價與改進 優(yōu)點1. 在進行VORONOI圖的構造時，航跡生成算法最大的優(yōu)點就是利用VORONOI 圖把復雜的空間區(qū)域內(nèi)航跡搜索問題轉化成簡單的加權圖的搜索問題，便于實現(xiàn)而且直觀。將所有威脅點為基點，以威脅點為中心的范圍內(nèi)都是威脅區(qū)， 在進行無人機路徑規(guī)劃時，分別對各種威脅對路徑段的影響進行了較為合理的估計， 確保規(guī)劃的路徑是能夠反映真實戰(zhàn)場環(huán)境的。2. 主要是通過一系列的三次樣條，把復雜的優(yōu)化問題分解為更小更簡單的問題。這有利于利用計算資源，并且可以對突發(fā)威脅進行規(guī)劃。利用VORONOI 圖的性質可以將問題簡化，即我們只需在已有的VORONOI邊上進行搜索就可以找到粗略的最優(yōu)航線，這樣問題就得到了很大的優(yōu)化。3. 調節(jié)參數(shù)使得規(guī)劃的航路在雷達威脅和燃油危險之間進行平衡，為任務規(guī)劃系統(tǒng)提供一定的決策空間。4. 曲率限制平滑算法不會產(chǎn)生迭代嵌套，且收斂速度較快。同時在調整軌跡點曲率時采用了一階導數(shù)不變和高度調整限幅的兩種措施，使平滑后的地形比較貼合原地形。5. 充分考慮了無人機的操作性能，比較完善的表示了在各種因素影響下的模型，具有一定的實際應用功能。6. 根據(jù)VORONOI 圖規(guī)劃出來的航跡是最優(yōu)航跡，又體現(xiàn)規(guī)劃出航跡的最優(yōu)性。所以，對于威脅分布已知的環(huán)境下的單機無人機航跡規(guī)劃，基于VORONOI 圖的航跡規(guī)劃算法是一個性能較好，可行性較高的航跡規(guī)劃算法。7. 由仿真結果可以知道，本模型可以得出符合實際的航線規(guī)劃圖。 缺點和不足，僅僅從幾何觀點出發(fā)分析問題，使得后期的分析因初始值選取不精確而影響路徑規(guī)劃的最優(yōu)性；（VORONOI 多邊形）進行搜索，沒有完全搜索，所以在復雜的環(huán)境中一般得不到最佳的規(guī)劃航線。3. 根據(jù)VORONOI 圖的性質，VORONOI 邊是兩個威脅點的垂直平分線，雖然VORONOI 邊上的點是距離兩個威脅點的最遠點，但是它忽略了兩點的威脅代價是不同的因素，也就是說在VORONOI 邊上的點到兩個威脅點的距離是相等的，但是威脅代價是不等的，此時得不到正確的最優(yōu)解。 八、參考文獻[1] 符小衛(wèi)、高曉光 《一種無人機路徑規(guī)劃算法研究》；//，4，2[2] 趙文婷、彭俊毅 《基于VORONOI圖的無人機航跡規(guī)劃》 ；//，4，2[3] 嚴蔚敏、吳偉民 《數(shù)據(jù)結構（c語言版）》北京 清華大學出版社 2007，4 [4] 胡中華，趙敏，姚敏，撒鵬飛 《無人機航跡規(guī)劃技術研究及發(fā)展趨勢》；//[5] 葉媛媛，閔春平，沈林成，常文森《基于VORONOI 圖的無人機空域任務規(guī)劃方法研究》 ；//[6] 《》 網(wǎng)冠科技 機械工業(yè)出版社 2002，6 九、附錄附錄一見附件二《數(shù)字地圖》附錄二三維地形圖的生成函數(shù)：function ff10%三維地圖x=[1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21]。y=[21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1]。 [X，Y]=meshgrid(x，y)。 Z =[... ...]。subplot(2，1，1)。surf(X，Y，Z)。colorbar。[xi，yi] = meshgrid(1；；21，1；；21)。 zi = interp2(X，Y，Z，xi，yi，39。spline39。)。 subplot(2，1，2)。 surfc(xi，yi，zi)。 colorbar。xlabel(39。x39。)，ylabel(39。y39。)。hold on。plot3(1，2，39。*39。)。hold on。plot3(19，18，39。*39。)。hold on。 附錄三 Dijkstra算法部分代碼： for (i = 0 。i n 。i++) {min =max_value。u = v。for (j = 0 。j n 。j++ )if (s[j] ==0 amp。amp。 dist[j] min){min = dist[j] 。u = j 。}s[u] = 1 。for (j = 0 。j n 。j++)if (s[j]==0 amp。amp。 dist[u]+ cost[u][j] dist[j]){ dist[j] = dist[u] + cost[u][j] 。path[j]= u 。}}printf(起始點到各個結點的最短路徑如下：\n)。for (i = 0 。i n 。i++){if (s[i]==1){u = i 。while (u!=v){printf (%s ，[u])，u = path[u] 。}printf (%s，[u]) 。printf ( dist = %.4lf \n，dist[i]) 。}else{printf (從第%d結點到第%d結點沒有路徑\n， v+1，i+1) 。}
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