基于TSP的UAV航路规划问题研究

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无人机是新军事变革的代表性装备,随着无人机技术的飞速发展,无人机飞行性能、作战能力都有了大幅度提升,可以承担的作战任务也越来越复杂.目前,无人机已具备在一次航行中执行多个任务或侦察打击多个目标的能力,如何控制无人机安全快速侦察打击多个目标受到了广泛关注和研究.本文主要研究无人机针对多个目标进行侦察或打击时的航路规划,将航路长度作为成本,将问题转化为基于旅行商问题的成本最小化问题,并设计其求解算法.具体研究内容如下:1、无人机航路规划的TSPN模型.构造了无人机航路规划的TSPN模型,并提出了分层求解无人机航路规划问题的方法,设计了基于模拟退火算法的双层求解策略.2、无人机航路规划的DTSP模型.研究了两个位姿点间Dubins路径的特征及Dubins距离的计算方法,分析了Dubins距离函数的特性.基于Dubins路径构造了无人机航路规划的DTSP模型,并采用基于模拟退火算法的双层求解策略分层求解此模型.3、无人机航路规划的DTSPN模型.构造了无人机航路规划的DTSPN模型,并采用基于模拟退火算法的双层求解策略分层求解此模型.4、无人机航路规划的带禁飞区域DTSPN模型.深入研究了带禁飞区域Dubins路径的特征,并基于这些特征给出了带禁飞区域Dubins路径的求解方法.建立了无人机航路规划的带禁飞区域DTSPN模型,并设计了针对带禁飞区域DTSPN模型的两层求解策略.
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