航迹规划

摘要： 针对三维地图中的无人机航迹规划问题,提出了一种基于改进精英蚁群算法的航迹规划算法。将算法中的状态转移策略与人工势场法进行融合设计,为障碍物和目标点分别设置斥力场和引力场,指导航迹搜索方向。添加约束条件限制,使航迹能实际可飞。随后当信息素更新时,设置双精英蚂蚁策略和混沌扰动,提高算法的全局搜索能力。引入视线算法减少航迹节点数,平滑航迹。仿真结果表明,搜索所得的无人机航迹均符合需求。

摘要： 针对无人机自动跟踪目标过程中需要规避障碍物的问题,设计一种将跟踪制导律与改进人工势场法相结合的航迹规划算法。对人工势场法进行适应性改进,建立无人机动力学模型,阐述定距离跟踪制导律的设计方法,并采取加权求和与运动学约束的方式将定距跟踪制导律与人工势场法二者结合。仿真实验结果表明:该策略具备有效性和可行性。

摘要： 针对飞行区域内有若干个水平和垂直误差校正点的无人机航迹规划问题,在满足累积误差阈值约束的前提下,以总航迹最短为目标,建立了混合整数规划模型。考虑到每个误差校正点只能校正一个方向的累积误差,且校正前后的累积误差不满足线性关系,为了快速求出问题的精确最优解,基于多维标号算法和脉冲算法设计了两阶段算法。首先利用多维标号算法求出初始可行解,并将其作为最优解的上界;然后利用模型的约束条件和目标函数值上界,构造3种子路径扩展判断准则,并基于3种准则设计了改进的脉冲算法,求出全局最优解。通过模拟计算,验证了两阶段算法求解无人机航迹规划问题的快速有效性,为解决无人机航迹规划问题提供了理论依据。

摘要： 本文研究的无人机是一种大型柔性机翼的太阳能飞机,展弦比大,飞行速度低,通过吸收太阳光能量提供动力,为了保证较长的续航时间,需要对整个飞行航线进行规划,针对每个飞行阶段采用不同的控制策略,使每个飞行阶段中飞机的能量最大化,达到最长的续航时间。

摘要： 针对某案例船的实时能耗数据库,从航迹角度分析了能耗特性并设计了一种节能航迹规划方法。首先,采用栅格法构建了海域模型,根据环境参数与船舶性能参数对船舶油耗的影响,拟合了船舶油耗模型,并植入到海域栅格模型中;进而采用里程蚁和能耗蚁协同规划机制,设计了一种双蚁群算法,提升了算法对格栅属性的动态适应性;最后,基于案例船能耗数据库执行了动态节能航迹规划算法,迭代过程和路径节能效果表明:该算法拥有高效的寻优能力并且收敛速度较快,能为船舶实时节能航迹规划技术提供解决方案。

摘要： 翼伞是实现运载火箭子级精确回收的一种新的重要手段,针对翼伞在火箭子级回收中易受风场影响、落点误差大的问题,提出了一种基于天牛群算法的翼伞最优航迹规划算法。根据翼伞和某型火箭一子级组合体的动力学和运动学方程建立六自由度模型,并分析火箭一子级归航过程中不同转弯下偏量对前向速度、垂直速度及翼伞航迹规划的影响。在此基础上,将翼伞一子级组合体盘旋削高段的盘旋圈数、盘旋半径和方位角作为寻优参数,应用天牛群算法对组合体进行最优航迹规划,将平均风的影响转换为目标点的飘移,最终获得一条综合考虑能量以及落点精确度的归航航迹。仿真结果表明,所提出的基于天牛群算法的火箭一子级翼伞回收分段最优航迹规划算法收敛速度快,航迹落点精度高。

摘要： 目前,多无人机编队是未来战场的主流趋势已成为普遍共识.各国投入了大量资源进行相关理论和技术研究与开发,传感器技术、智能控制技术、信息融合技术以及无线通信技术都获得了较大的进步与发展,无人机技术日臻成熟.回顾无人机的发展历史,概述了国内外无人机集群的重点项目,多无人机编队的关键技术;阐述了编队控制体系与结构,从任务规划与决策、航迹规划、编队控制3个重点方面总结近些年国内外的一些先进理论与应用技术,对编队控制的优缺点进行了详尽分析;展望了多无人机协同控制编队未来的发展前景.

摘要： 针对铁路桥梁无人机巡检成果量化识别困难问题,基于摄影测量的原理,结合铁路常用跨度简支梁的结构构造特点与尺度特征,提出了采用合理规划路径对铁路简支梁的梁体侧面进行无人机巡检作业的方法。介绍了铁路桥梁的结构特征与巡检技术现状,数字摄影测量和贴近摄影测量原理与方法。针对全景贴近摄影测量现场作业效率低、后处理计算机资源消耗大的问题,采用不同作业模式对32 m跨度铁路简支T梁进行了贴近摄影测量快速巡检。通过优选无人机作业模式,单组无人机每天至少完成长约1.3 km简支梁桥的梁体检查,其重建模型结构尺寸偏差小于2%,可识别宽度小于0.20 mm的混凝土裂缝。

摘要： 工程实景测绘不仅能辅助工程师发现工程进度、质量问题,更能结合其他信息处理技术,为进一步工程分析提供数据基础。相较于传统工程测绘技术,无人机低空摄影技术具有操作简便、经济性好、机动性强等优点。将无人机摄影技术引入土方工程,对其航迹规划问题展开讨论,旨在实现场地三维实景建模。对场地进行分区,将航迹规划问题简化为不规则场地下的全覆盖路径规划问题,且无需考虑避障规划。在方法层面上,将A;算法与BINN算法结合,改进了BINN算法中可能出现的“死区”,并通过设置约束规则,解决了算法初期路径随机游走的问题。最终,以某项目土方工程的实景建模工作为案例,利用以上算法完成无人机航迹规划,证明了该算法的可行性。

摘要： 为使无人机可以在复杂环境中高效率地完成指定任务,提出一种基于自适应t分布变异的麻雀搜索算法的航迹规划方法。建立用于无人机航迹规划的三维空间模型和航迹代价模型,将航迹规划问题转化为多维函数优化问题,并对其进行优化求解。仿真结果表明,相比传统的粒子群算法和麻雀搜索算法,改进后的算法能够得到一条避开障碍物和威胁区域的最优路径,证实该方法在无人机路径规划中具有更强的稳健性和可行性。

摘要： 本文研究了基于粒子群算法的无人机航迹规划问题.建立了无人机航迹规划问题的数学模型,包括无人机任务环境建模和无人机航迹代价函数建模,在此基础上利用基本粒子群算法、标准粒子群算法以及两种改进粒子群算法对航迹规划问题进行迭代寻优和仿真实验,并简要分析了仿真实验结果.

摘要： 无人机航迹规划需要考虑自身转角、动力等因素,传统航迹规划算法往往不满足无人机运动条件.为实现无人机在自主飞行中较好的规避恶劣气象环境,本文结合无人机物理运动规律推导无人机运动方程,实现利用当前无人机航向和航速以及无人机最大转角等因素推算出无人机可航行范围,无人机运动方程规划路径可有效避免无人机的偏航.利用无人机运动方程作为限制,对传统A*算法进行研究并改进,并以OSG和OSG Earth作为渲染底层,对改进算法进行实现和推演.得出改进型A*算法能在满足无人机飞行条件下,实现对恶劣气象环境的有效规避.利用A*算法进行飞行途中的动态局部路径规划,具有计算耗时短、占用内存空间小的优点.

摘要： 针对多无人机在无源定位过程中如何协同动态规划航迹提高定位精度问题,提出基于演化深度神经网络的分布式动态航迹优化方法.该方法首先将演化计算与深层前向反馈神经网络相结合,设计基于演化神经网络的无人机协同无源定位动态航迹规划框架.然后以多无人机到达角(AOA)协同定位为例,利用定位过程中对目标估计的克拉美罗界(CRLB)生成最优训练集.通过无人机下一时刻与目标形成的相对构型作为系统学习的行为,从而得到下一时刻优化后的航迹点.实验结果表明,该方法相对于传统中心控制的无人机协同定位方法,具有更低的处理延时,能够以更短时间达到定位精度.

摘要： 复杂环境下的无人机航迹规划问题,尤其是存在移动威胁目标下的无人机航迹规划问题是当前无人机领域中的一个研究难点,其相关技术是实现无人机智能感知规避的重要技术基础.本文通过深入分析动目标威胁下无人机航迹规划中的安全性和实时性需求,提出了一种能够有效应对移动威胁目标的三维实时航迹规划方法.该方法基于无人机机动性能建立三维搜索空间,通过综合考虑耗油、威胁源位置等变量建立多目标优化函数,最终利用改进的混沌鱼群算法求解航迹点,实现了面向动目标避撞的无人机航迹规划.试验结果表明,提出的航迹规划方法能够有效规避飞行空间中随机出现的运动目标,实现动目标避撞,验证了所提方法的可行性和有效性.

摘要： 突防反隐身雷达网是无人作战飞机(UCAV)完成纵深打击任务的关键环节,而进行有效的突防航迹规划是提高突防成功率的必要手段之一.考虑到雷达网反隐身原理,本文首先根据UCAV实际飞行过程中的动态RCS特性建立了一种动态随机RCS模型.进一步,通过引入快速扩展随机树(RRT)的思想,提出了一种反隐身雷达网威胁条件下的UCAV突防航迹规划方法.通过在典型威胁场景以及复杂场景下得到的突防航迹和统计实验结果表明,该方法能够在高密度的雷达威胁环境中保证UCAV突防低可探测性,而且规划结果具有随机性,能够满足突防线路不可预知性的要求.

摘要： 近十多年来,无人机在军事领域的应用越来越广泛,其卓越的军事性能不断显现,促进各国大力发展无人机技术.然而,战场环境的复杂多样,科技水平的不断提高,单架无人机已经不能适应战争需要,为更好地把握战争节奏,掌握战场主动权,无人机编队应运而生.本文首先讲述无人机编队在战术性能、情报搜集、火力打击等方面较单架无人机而言存在的突出优势,其次,针对无人机编队的构建,着重论述了在航迹规划、编队队形、数据通信三个方面所存在的问题以及相关解决方法的优缺点;最后,结合当前各国研究方向提出了未来无人机编队的发展趋势.

摘要： 无人机航空物探技术的研发与应用,日益受到世界各航空地球物理厂商或单位的广泛关注1.目前国内外绝大部分无人机航空物探测量系统主要为航磁系统,基于其经济、高效、安全的优势,特别适用于小区域大比例尺的特点,使其在航空物探应用领域有着广阔前景.本文介绍了研发的彩虹三(CH-3)型无人机航磁测量系统的关键技术,如轨迹控制、地形跟随、、航迹规划、远程测控干扰补偿等，以及该系统取得的应用效果,并对无人机航空物探的发展前景进行了展望.

摘要： 无人机编队飞行在单架无人机的基础上极大拓宽了无人机应用范围,是无人机技术近年来的研究热点和发展趋势.本文分析了无人机编队飞行的优点、关键技术,重点阐述和分析了无人机编队飞行控制面临的队形设计、航迹规划等技术问题和控制方法,并介绍了无人机编队飞行控制技术的研究现状和发展前景.

摘要： 巡飞弹是无人机技术与弹药技术相结合的产物，其在目标上空具有一定巡飞时间，可根据侦察对目标进行打击、压制。根据携带战斗部的不同，可以分为侦察打击型和电子干扰型。本文系统化地阐述了巡飞弹的关键技术,包括总体布局、机载设备抗过载能力、低空飞行、多机航迹规划、导引及控制规律、测控通信、电子干扰战斗部、导引头、动力装置、隐身、地面测控站、模拟训练技术,并提出了发展建议.

摘要： 提出一种基于三维GIS平台来虚拟现实,用三维模拟空间视角相机模拟无人机云台相机进行输变电线路巡检的算法.针对目前热门的无人机巡检技术进行仿真模拟,从而可以使得无人机在未实际飞行的情况下根据设定的航迹进行模拟飞行,能够让使用者对于规划的巡检效果有直观的参照并根据仿真结果调整相应参数进行巡检规划,同时提供完善的辅助规划手段,从而减少误操作率,提高拍摄精度和效率,为输变电业务的正常运行提供智能化保障.

摘要： 本发明公开了一种翼伞系统航迹规划方法，包括：1、建立风固定坐标系下的翼伞降阶质点模型；2、确定翼伞系统在空投初始时刻t0的位置和航向角、着陆时刻tf的期望位置和期望航向角、翼伞操纵绳的最大下拉量umax；3、建立翼伞系统航迹规划的目标函数；4、将翼伞飞行时段[t0,tf]划分为n个相邻区间，每个子区间内控制量取常数值以控制翼伞系统；5、求解翼伞飞行时段每个区间的最优控制量，使目标函数值取最小值；6、根据最优控制量序列和翼伞的初始状态和速度，推导出规划的航迹。该方法得到的规划航迹满足精确且逆风着陆的要求，且航迹能量消耗较低，同时翼伞归航时的操控简单，控制量变化幅度较小，为系统提供了更大的控制量冗余，航迹平滑合理，便于跟踪。

摘要： 本发明公开了一种可装订任意航迹点的飞行器航迹规划方法及装置。该方法包括装订航迹点位置，并计算航迹点位置的射向射程和侧偏；根据射向射程和侧偏计算航迹点的航迹指令斜率；基于航迹指令斜率计算相邻航迹点区间的航迹曲线指令以及航迹斜率指令，并组成当前航向机动飞行任务对应飞行段的航迹指令；基于航迹指令确定飞行任务所需航迹角指令以及侧偏指令；根据航迹角指令以及侧偏指令生成飞行器航迹指令跟踪控制信号，飞行器航迹指令跟踪控制信号用于飞行器执行机构控制飞行器飞行。本发明实现了保证了航程尽可能短、航迹光滑、不存在尖点或折角，使得飞行器以尽可能短的航程途径经过各预期航迹点或附近，且飞行器姿态角不会有短周期的明显振荡。

摘要： 本发明公开的基于网格规划算法的编队无人机多角度打击航迹规划方法，属于航迹自主规划技术领域。本发明实现方法为：对所需规划的场景与问题进行说明与建模，对无人机编队成员及阵型进行设计，制定不同价值目标的多角度打击方案；对多个疑似目标进行位置整合后，进行再侦察确认，基于网格规划算法规划得到编队内侦察无人机的飞行航迹；依据目标的价值信息并对规划结果扩展，得到无人机编队的多角度打击航迹。本发明基于网格规划算法实现编队无人机多角度打击航迹快速规划，且能够提高编队无人机的自主多角度打击航迹规划效率，使编队无人机能够对不同价值目标执行不同方案的多角度打击，本发明还具有航迹点可靠和操作简单的优点。

摘要： 本发明公开了一种基于线性规划的实时动态航迹规划方法，包括如下内容：在导航坐标系中，根据障碍物的形态特征坐标，获得障碍物边界坐标点所包含的坐标点集合；根据建立的离散时间模型，获得飞行器的动态参数约束集；基于障碍物边界坐标点所包含的坐标点集合以及飞行动态参数约束集，根据最优航迹目标函数，获得在导航坐标系中的航迹坐标点集，解决了现有技术中无法自动实现航迹规划的技术问题，进而实现了能够自动实现航迹规划的技术效果。

摘要： 本发明涉及一种基于预设航迹点的无人机集群协同动态航迹规划方法，属于多无人机协同作战领域。完成在动态战场环境中从任务初始点到任务终止点的航迹多次动态规划。无人机仅仅需要按照规划结果在自身飞控系统的导引下保持匀速飞行到达期望航迹点即可达到时间协同收敛，不需要与飞控系统进行耦合获得实时位置姿态等飞行参数，按照本发明提出的方法进行协同航迹的设计，计算量小，计算耗时少，简单实用，利于在工程上实现。

摘要： 本发明公开了一种可装订任意航迹点的飞行器航迹规划方法及装置。该方法包括装订航迹点位置，并计算航迹点位置的射向射程和侧偏；根据射向射程和侧偏计算航迹点的航迹指令斜率；基于航迹指令斜率计算相邻航迹点区间的航迹曲线指令以及航迹斜率指令，并组成当前航向机动飞行任务对应飞行段的航迹指令；基于航迹指令确定飞行任务所需航迹角指令以及侧偏指令；根据航迹角指令以及侧偏指令生成飞行器航迹指令跟踪控制信号，飞行器航迹指令跟踪控制信号用于飞行器执行机构控制飞行器飞行。本发明实现了保证了航程尽可能短、航迹光滑、不存在尖点或折角，使得飞行器以尽可能短的航程途径经过各预期航迹点或附近，且飞行器姿态角不会有短周期的明显振荡。

摘要： 本发明公开了一种翼伞系统航迹规划方法，包括：1、建立风固定坐标系下的翼伞降阶质点模型；2、确定翼伞系统在空投初始时刻t0的位置和航向角、着陆时刻tf的期望位置和期望航向角、翼伞操纵绳的最大下拉量umax；3、建立翼伞系统航迹规划的目标函数；4、将翼伞飞行时段[t0,tf]划分为n个相邻区间，每个子区间内控制量取常数值以控制翼伞系统；5、求解翼伞飞行时段每个区间的最优控制量，使目标函数值取最小值；6、根据最优控制量序列和翼伞的初始状态和速度，推导出规划的航迹。该方法得到的规划航迹满足精确且逆风着陆的要求，且航迹能量消耗较低，同时翼伞归航时的操控简单，控制量变化幅度较小，为系统提供了更大的控制量冗余，航迹平滑合理，便于跟踪。

摘要： 本发明提供了一种面向复杂地形低空突防航迹规划的改进动态规划方法，依据复杂地形低空航迹规划的实际状况，采用改进动态规划算法进行建模；根据数学模型描述，建立飞行器机动性能约束条件和航迹性能指标函数；采用多尺度路径搜索方式，从起点与终点双向搜索临域可行航迹段，对比同方向路径点性能指标，不断迭代选择当前方向性能指标最优的航迹段；最后，检测双向航迹规划的结束条件，提取最优航迹的水平航迹点集合，回溯解算最低航迹高度值，得到飞行器低空突防的三维最优航迹。本发明提高了规划航迹的可行性和安全性，实现了复杂地形低空航迹规划并满足低空突防的要求。

摘要： 本发明涉及一种基于预规划路径优化RRT算法的三维避障航迹规划方法，该方法包括以下步骤：步骤1：在障碍物膨胀规则和起点到终点连线与障碍物相交规则下生成预规划路径；步骤2：针对预规划路径从其中通过提取得到RRT搜索树的随机状态点；步骤3：RRT搜索树由起点沿着预规划路径上的随机状态点进行扩展，直至终点，生成避障轨迹。与现有技术相比，本发明提前生成的预规划路径可强化RRT扩展树搜索的连贯性，减少障碍物碰撞检测的时间；预规划路径上生成的连续质点作为搜索树在扩展中的随机状态点，可使搜索树的扩展具有方向性，进而减少避障搜索的时间，提高无人机避障规划的效率。

摘要： 一种基于遗传规划的无人机航迹规划系统及方法，通过无人机模型模块构建树状结构的初始群体，遗传规划算法模块对每个个体进行解码和计算适应值，并且在群体之间进行选择和繁殖操作，经过若干次迭代过程得到最优群体，最终由无人机任务模块从最优群体中选择出最佳个体并进行解码，即得到遗传规划的最优航迹。本发明利用树状结构进行初始化、解码、选择繁殖等步骤，不断的优化航迹。优化过程迅速，方法直观，能够提高规划出的航迹性能，减少了运算时间，优化适应度，具有很好的可行性和鲁棒性。