基于A算法的無人機航跡規(guī)劃技術的研究與應用.pdf

1、隨著航空技術和無人機性能的不斷發(fā)展，航跡規(guī)劃技術作為無人機自主導航的關鍵技術，儼然成為無人機領域的一大研宄熱點。無人機航跡規(guī)劃是指在分析飛行環(huán)境、飛達目的地時間以及燃料消耗等因素的基礎上，為確保無人機安全完成飛行任務而進行理想軌道的規(guī)劃。
　　本文的研宄內(nèi)容主要涵蓋飛行環(huán)境建模、威脅處理、無人機航跡規(guī)劃算法以及突發(fā)情況下的替代航跡在線規(guī)劃算法，并在此基礎上進行無人機監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)。
　　首先，對航跡規(guī)劃相關問題進行數(shù)學建模，

2、包括航跡空間和飛行航跡的表示方法、飛行航跡的基本約束條件和評價方法。其次，介紹原始數(shù)字地圖的建立過程，引入雙線性插值技術達到獲取更加精確的高程數(shù)據(jù)信息的目的。同時通過建模方式將威脅數(shù)據(jù)快速融入到經(jīng)過插值處理的高程數(shù)據(jù)中，從而建立等效高程圖。在此基礎上對離散航跡規(guī)劃算法和在線航跡規(guī)劃算法展開研宄，其中離散航跡規(guī)劃分別利用A*算法和遺傳算法加以實現(xiàn)。針對A*算法搜索區(qū)域大的問題提出以下改進措施：利用無人機自身約束條件縮小搜索區(qū)域、使用最小堆

3、的方式管理OPEN列表、使用雙向搜索策略進行路徑搜索。改進算法既減少了搜索空間又提高了搜索速度。針對遺傳算法進化慢的問題，對航跡是否可行進行劃分，采用不同的遺傳操作算子對這兩類航跡進行操作，此方法可以提高最優(yōu)航跡的搜索速度。實驗結果表明結合改進A*算法與遺傳算法能較好的解決在線航跡規(guī)劃問題。
　　最后，在改進A*算法的基礎上設計開發(fā)了無人機監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅實現(xiàn)航跡規(guī)劃功能，還具備實時監(jiān)控無人機的飛行參數(shù)的能力。為解決鏈路數(shù)據(jù)利