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《基于Dubins路径的无人机避障规划算法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第34卷第6期北京理工大学学报Vol.34No.62014年6月TransactionsofBeijingInstituteofTechnologyJun.2014基于Dubins路径的无人机避障规划算法关震宇1,杨东晓1,李杰1,尚雅玲2,江志清1(1.北京理工大学机电学院,北京100081;2.海军工程大学机电学院,山东,烟台264000)摘要:研究了一种基于Dubins路径的无人机的避障规划算法.通过采用遗传算法,结合无人机的飞行性能和最小转弯半径,提出了一种在已知障碍空间位置前提下的无人机路径规
2、划方法,并通过算法改进,将其推广成为在未知障碍位置等先验知识的前提下的无人机实时避障算法.仿真结果表明,该算法原理正确,对于多障碍环境下无人机避障策略的获取具有较好效果.关键词:Dubins路径;无人机;多障碍实时避障;遗传算法中图分类号:TJ85文献标志码:A文章编号:1001-0645(2014)06-0570-06ObstacleAvoidancePlanningAlgorithmforUAVBasedonDubinsPath1,YANGDong-xiao1,LIJie1,SHANGYa-ling
3、2,JIANGZhi-qing1GUANZhen-yu(1.SchoolofMechatronicalEngineering,BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081,China;2.SchoolofMechatronicalEngineering,NavalAviationEngineeringAcademy,Yantai,Shandong264001,China)Abstract:AnewobstacleavoidancealgorithmbasedonD
4、ubinspathwaspresentedforunmannedaerialvehicle(UAV).ConsideringtheaviationperformancesandtheleastswerveradiusofUAV,adoptinggeneticalgorithm(GA),apathplanningmethodwasestablishedtogettheoptimalpathwhilealltheobstacles’positionswereknown.Thealgorithmwasimpr
5、ovedsoastosolvetheproblemsthattheobstacles’positionswerestillunknown,andmadetheUAVhavetheabilityofreal-timeobstacleavoidance.Thesimulationresultsshowedthattheprinciplesofthesealgorithmsarecorrect,andUAVcanbeguidedtotheintendedtargetreliablywiththesemetho
6、dsshowninthisarticle.Keywords:Dubinspath;unmannedaerialvehicle(UAV);real-timemulti-obstaclesavoidance;geneticalgorithm长期以来,低空无人机的自主飞行都是无人机做质点,未考虑其自身飞行性能以及由于最小转弯[6]系统技术的研究热点,其自主飞行的一个核心技术半径对于避障模型建立带来的影响.DubinsLE是避障技术,即在飞行过程中根据障碍信息调整航考虑到了转弯半径对于车辆(飞行器)运动的影响,
7、迹,做出规避动作的技术.使用几何方法首先讨论了运动初始状态和终止状态目前,传统进行无人机避障规划的算法包括有之间的最短曲线问题,第一次提出了Dubins路径的[7]梯度法、样条插值法、非线性规划法、最优控制法、概念;YeolJW等则给出了适用Dubins路径概[8]A*算法、神经网络法、模拟退火法、遗传算法、蚁群念获取二维最短路径的方法,ThomaschewskiB[15]算法、动态规划算法等,但上述方法把无人机当将Dubins路径应用到飞行器的研究中,使得飞行器收稿日期:20130118基金项目:国家
8、部委基础科研项目(B222XXXXXX)作者简介:关震宇(1987—),男,博士生,E-mail:guanzhenyu@bit.edu.cn.通信作者:李杰(1969—),男,教授,博士生导师,E-mail:lijie@bit.edu.cn.第6期关震宇等:基于Dubins路径的无人机避障规划算法571的航路规划可以更加接近真正的飞行过程.英国[9]Cranfield大学的Shanmugavel等采用Dubins曲线方法实现了多无人机协同航
