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1、HUNANUNIVERSITY毕业论文论文题目旋翼式飞行机器人的飞行路径规划研究学生姓名学生学号专业班级自动1101班学院名称电气与信息工程学院指导老师学院院长2015年5月26日湖南大学毕业设计(论文)第I页摘要随着计算机和自动化技术的不断发展，旋翼式飞行机器人技术是在越来越多的领域有广阔的应用前景。由于它具有普通无人机没有的优势，如垂直起降、协调转弯、空中悬停、侧飞、前飞等多种飞行模态，这决定了它在军用方面可以应用于进行侦查、攻击、通信、监视等工作，在民用方面可以应用于航拍、交通监控、大气检测、电力巡检、除冰等
2、工作。而旋翼式飞行机器人的路径规划问题也是该技术研究领域中十分重要的一个内容，它解决了旋翼式飞行机器人如何在环境下飞行的问题。本文研究旋翼式飞行机器人在自由飞行模态的三维路径规划问题。针对三维环境下的复杂问题，提出了一种人工势场法与蚁群算法融合的路径规划算法。本文的主要工作如下：1、综述了旋翼式飞行机器人当前的发展趋势，介绍了机器人路径规划的研究背景以及国内外的研究现状，列举了多种路径规划方法。2、提出了一种人工势场法与蚁群算法融合的路径规划算法。蚁群算法具有分布计算，群集智能的优势，但是盲目性较大，且多是基于栅格
3、法，故产生的路径没有很好的跟踪性；人工势场法虽然容易产生死锁并陷入局部最优，但是路径具有较好的平滑性，不局限于栅格地图。针对这两种算法的优缺点，结合旋翼式飞行机器人在飞行模态下的特点，将两种算法进行结合并针对三维环境进行优化，先用针对三维环境优化的蚁群算法进行初步的路径规划，该蚁群算法在信息素的表示和更新，启发函数的设计进行改进，再使用改进的人工势场法进行路径平滑。3、根据产生山峰和随机不规则地面的三维地图，用上述算法在matlab中进行仿真得到最优路径并与单独的人工势场法和蚁群算法进行对比。关键词：人工势场；蚁群
4、算法；三维路径规划；旋翼式飞行机器人湖南大学毕业设计(论文)第II页FlightPathPlanningForRotary-WingFlyingRobotAbstractWiththeincreasingdevelopmentofcomputersandautomationtechnology,rotary-wingflyingrobottechnologyhasbroadapplicationsinmoreandmorefields.BecauseithassomeadvantageswhichUAVdoesn’
5、thave,suchasverticallanding,coordinatedturn,hovering,sideflight,forwardflightandotherflightmode,whichdeterminesthatitcanbeappliedtotheinvestigation,communication,monitoring,attackandotherworkinthemilitary,forcivilianareasitcanbeusedforaerialphotography,traffic
6、monitoring,atmosphericdetection,powerinspectionandicingwork.Pathplanningproblemofrotary-wingflyingrobotisaveryimportantcontentofthisfield,whichsolvestheproblemofhowrotary-wingflyingrobotflyinsomeenvironments.Thispaperstudiestherotary-wingflyingrobotin3Dpathpla
7、nningproblemoffreeflightmode.Aimingattheproblemofcomplex3Denvironment,thispaperpresentsapathplanningalgorithmthatisthecombinationofantcolonyalgorithmandartificialpotentialfieldmethod.Themainworkofthispaperisasfollows:1.Overviewthedevelopmenttrendsofrotary-wing
8、flyingrobot.Introducetherobotpathplanning’sresearchbackgroundandthedomesticandinternationalresearchsituation.Listavarietyofpathplanningmethod.2.Thispaperproposedapathplanningalgori
