无人机三维航迹规划算法研究

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1、犬ｉｌ裡－大摩ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕士芽位记文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ无人机三维航迹规划算法研究学科专业通信与信息系统＿—一作者姓名凌兴厘ＭＭ指导教师一＿＿ＭＭＪＬＭ．２Ｏ１５５０答辩日期＿＾Ｍ＿硕士学位论文无人机三维航迹规划算法研究Ｒｅｓｅａｒｃｈ－ｏｎ３ＤＵＡＶＰａｔｈＰｌａｎｎｉｎｇＡｌｏｒｉｔｈｍｇ作者姓名：凌兴雨学科、专业：通信与信息系统学号：２１２０９０９

2、１指导教师：郝应光完成日期：２０１５．０５大ｉｌ理工大旁ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中巳经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体巳经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均巳在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担

3、相关法律责任。学位论文题目：磁Ａｌ．ｎ义％ｙｋ兔ｊ＇Ｉ５年作者签名；ｉｋ日期：Ｗ／月片日大连理工大学硕士学位论文摘要随着近些年来无人机在现代战场上越来越广泛的应用，无人机自主控制能力和任务遂行能力逐渐成为了研宄热点。无人机的三维航迹规划是实现无人机自主控制的重要基础，是保障无人机顺利遂行军事任务的关键环节。本文就无人机的三维航迹规划问题展开研究：，提出行之有效的航迹规划算法。文章主要内容包括１．简述无人机三维航迹规划的研究意义和课题的研究现状，分析了航迹规划的基本规

4、划要素和当前主流的三维航迹规划方法。２．通过函数法构建原始三维数字地形，采用坡度限制平滑和曲率限制平滑相结合的综合平滑算法对原始地形进行平滑处理，建立无人机安全飞行曲面；详细分析当前防空网的威胁源联网情况，建立基于多个雷达威胁源的威胁联网模型。３．建立基于威胁代价和油耗代价的无人机飞行综合代价函数模型，采用蚁群算法对威胁联网下的无人机飞行航迹进行了仿真实验。对基本奴群算法存在的耗时长、易陷入局部最优的缺点，提出了改进算法仿真，实验结果显示改进算法耗时较短且不会出现算法停滞现象，具有较为明显的

5、改进效果。４．针对全。局航迹规划无法应对突发情况的不足，研究了无人机在线航迹规划问题考虑到在线规划必须快速实时高效，本文采用人工势场法结合改进蚁群算法对无人机进行有效的三维航迹实时规划，以确保飞行安全。５．就多任务节点无人机三维航迹规划，论文分别针对己指定任务节点遍历顺序和未指定任务节点遍历顺序两种情况进行了分析。对于已给定任务点遍历顺序的整体航迹规划一，对已知的相邻任务点逐釆用改进蚁群算法以完成整体的航迹规划；对于未知任务点遍历顺序的整体航迹规划，文章采用迪杰斯特拉算法结合改进蚁群算法来获

6、得整体规划结果较为贴合实际的优化航迹。关键词：三维航迹规划；威胁联网；奴群算法；人工势场；迪杰斯特拉算法－－１无人机三维航迹规划算法研究Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎ３－ＤＵＡＶＰａｔｈＰｌａｎｎｉｎｇＡｌｏｒｉｔｈｍｇＡｂｓｔｒａｃｔＡｓｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅＵＡＶｓｈａｖｅｂｅｅｎｕｓｅｄｏｎｔｈｅｂａｔｔｌｅｆｉｅｌｄｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ，ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓｃｏｎｔｒｏｌａｂｉｌｉｔｙａｎｄｔａｓｋｏｐｅｒａｔｉｎｇａｂｉｌｉｔｙ

7、ｆｏｒＵＡＶｉｓｇｒａｄｕａｌｌｙｂｅｃｏｍｉｎｇａｈｏｔｒｅｓｅａｒｃｈａｒｅａ．３－ＤＵＡＶａｔｈｔｔｔＶｌａｎｎｉｎｉｓｈｅｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｅｌｅｍｅｎｏｆａｕｏｎｏｍｏｕｓｃｏｎｔｒｏｌｆｏｒＵＡａｎｄｓｏｐ，ｐｇｉｓａｋｅｙｐａｒｔｏｆｄｉｖｅｒｓｅｍｉｌｉｔａｒｙｔａｓｋａｃｃｏｍｐｌｉｓｈｍｅｎｔ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｃａｒｒｉｅｓｏｕｔｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅ－Ｄｒｏｂｌｅｍｓｏｆ３ＵＡＶａｔｈｌａｎｎｉ

8、ｎａｎｄｒｏｏｓｅｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅａｌｏｒｉｔｈｍｓｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｍ．ｐｐｐｇ，ｐｇｐｅｓｉｎｉｆｉｃａｎｃｅａｎｄｃｕｒｒｅｎｎｄｎｏｆｒｓｅａｒｃｈｏｎ－ａａｎｎＴｈｔｃｏｉｔｉｏｅ３ＤＵＡＶｔｈｉｎａｒｅｇｐｐｌｇｓｋｅｔｃｈｅｄｉｎｂｒｉｅｆ，ａｎｄｔｈｅｎ