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1、分类号密级公开UDC学位论文题目：基于RRT的无人机三维航迹规划算法研究研究生姓名：郭聪学科专业名称：控制理论与控制工程研究方向：系统仿真及应用论文类型：应用研究申请学位：工学硕士指导教师姓名：李一波吴星刚指导教师职称：教授讲师指导教师单位：沈阳航空航天大学论文提交日期：2015年01月06日论文答辩日期：2015年03月10日沈阳航空航天大学2015年03月SHENYANGAEROSPACEUNIVERSITYTHESISFORMASTER’SDEGREERESERCHONTHREE-DIMENSIONPATHPLANNINGFORUAVUSINGRRTA
2、LGORITHMCandidate：CongGuoSupervisor：YiboLiXinggangWuSpecialty:ControlTheoryandControlEngineeringDate:March,2015摘要随着经济水平的不断提升和科技信息现代化的不断进步，人类已不能满足目前的飞行器技术，大量的飞行器诞生。飞行器技术性能越来越好，结构越来越复杂，并且由于任务的复杂化、精确化，依靠手工操作已经不能满足需求，无人机的时代到来。无人机航迹规划作为无人机系统的关键部分备受科研人员关注。以单架无人机航迹规划为基础，首先对规划空间进行威胁建模，在约束限
3、制的条件下，建立两棵树，将起始点和目标点分别放入树中，当作其根节点，然后通过将空间栅格化，求取树的覆盖率，进而得到概率P，通过概率P及代价函数来确定扩展的下一个节点，如此循环，直到找到目标点，生成最优航迹。以单架无人机航迹规划为基础，对规划空间进行建模，在此加入动态威胁源，然后通过加入运动学方程，利用代价函数和运动学方程确定扩展的下一个节点，如此循环，直到找到目标点，生成最优航迹。最后，编写无人机航迹规划的仿真程序，并且利用MATLAB软件进行仿真验证。仿真通过大量的对比分析，可以得出变概率双向RRT算法和运动学方程RRT算法都可以很好的实现三维环境下的航迹
4、规划，两者进行比较，变概率双向RRT算法的速度较快，运动学方程RRT算法的精度较高。关键词：无人机；航迹规划；快速扩展随机树；变概率；运动学方程；冗余点裁剪IAbstractWiththecontinuousascensionofeconomicandtheprogressofscienceandtechnologyinformationmodernization,humancouldnotsatisfythecurrentairvehicletechnology,soalargenumberofaircraftwereborn.Vehicletechnic
5、alperformancewasgettingbetterandbetter,thestructurewasbecomingmoreandmorecomplex,andbecauseofcomplicationandprecisionoftasks,onlyreliedonmanualoperationcouldnotmeetthedemand,eraofunmannedaerialvehicle(UAV)wascoming.AsakeypartoftheUAVsystem,UAVrouteplanninghasbeenattractedattentions
6、ofmanyresearchers.BasedonthesingleUAV’srouteplanning,firstofall,thethreatmodelofplanningspaceisbuilt,Undertheconditionofrestrictions,twotreesareestablished,thenthestartingpointandthetargetpointareputinthetreerespectivelytobeitsrootnodes,nextthecoverageoftreecanbegetthroughrasterizi
7、ngthespace,andthentheprobabilityofPisgot.AccordingtoprobabilityPandthecostfunctionthenextnodeofextensioncanbedetermined,andthatcyclerepeats,untilthetargetpointisfoundandtheoptimalpathcanbegenerated.BasedonthesingleUAV’srouteplanning,thethreatmodelofplanningspaceisbuiltagain，Herethe
8、dynamicsourceofthreatisadd
