基于改进PHC模型和智能优化的双无人机协同导航研究

来源 :东华大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:YFY2006
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
无人机的诞生与研究给现代生产和生活的多个方面都带来了十分丰富而全面的帮助。经过形态和功能方面的逐步改善,它在工业生产、农业发展和商业等领域协助进行安全救援、农业植保、巡检测绘和媒体娱乐等工作,发挥了重要的作用。在无人机研究的众多领域分支中,飞行控制是进行其他特色功能开发所必须考虑的一个重要方面,其中优质的导航路径设计更能帮助无人机高效的完成任务。PHC 曲线模型是实用性很强的一种空间平滑曲线设计模型,具有模型曲线的曲率连续的特点,十分适用于无人机的路径求解问题。本文的主要研究内容是对双无人机协同完成定点投放任务的导航路径规划问题的优化求解,其主要内容如下:
  (1)结合对无人机协同飞行完成任务的过程分析,建立基于空间标准坐标系的双无人机协同路径导航问题求解的空间模型。其中,明确了系统的目标是输出一组双无人机执行投放任务过程的飞行路径曲线。需要考虑到的条件包括路径的可行性约束(曲率、挠率约束)和安全性约束,导航路径的优化标准是导航路径的长度。
  (2)通过对PHC模型在路径规划中的应用分析,对 PHC模型在双无人机协同导航问题中的应用加以优化,来规划出满足问题模型的导航路径。本文通过对四元数环境下求解 PHC 模型曲线的分析,得到了能影响 PHC模型曲线输出形态的一组参量,引入全部 4个参量作为目标优化对象。相比传统的 PHC路径求解模型而言,增多了设计的维度。通过实验对比,验证了该改进在路径曲线输出可靠性上的提升。
  (3)通过对传统粒子群算法在寻优应用上的改进,结合双无人机协同路径规划问题模型中的最优性约束,求解本文双无人机协同导航的最佳输出路径。在基于改进 PHC模型求解的满足问题模型条件的一系列路径曲线的基础上,采用粒子群算法进行全局寻优。在传统算法的基础上,在迭代中加入变异算子进行算法优化。通过实验验证了该优化在无人机协同导航路径全局寻优中能明显降低输出结果陷入局部最优的概率。
其他文献
目前,射频激励扩散冷却CO激光器正逐步取代传统的直流CO激光器而成为新一代工业用CO激光器.其中同轴射频激励扩散冷却CO激光器以其结构稳定紧凑、放电面积大和可萃取高功率优质激光束等优点,具有很大的发展潜力,在激光切割和焊接等加工领域具有广阔的应用前景.但上前国内外有关这方面研究的报道并不多,国内在这方面的研究就更少,研究的深度也不够.基于这些原因,该文围绕同轴中的射频放电机理、热效应、环形增益介质
学位
爆发式的移动业务与流量的快速增长,给无线通信技术研究提出了更高的挑战。一方面,如何充分利用和挖掘可用网络资源与信息,设计具有高频谱/能量/成本效率的无线传输技术一直是无线传输理论研究最为核心和关键的问题。另一方面,能量消耗和能量供应也是无线通信系统设计中无法绕开的难题。如何解决无线设备的能量可持续问题、实现可持续的信息传输也是无线传输理论研究中十分重要的问题。  近年来,存储资源被引入到物理层与传
在2009年,中国首次提出“智慧地球”的概念,实现真正的物物相连。随后,国家加大对物联网相关研究的政策及资金扶持,中国物联网进入高速发展通道,新的物联网应用系统不断出现。物联网主要通过数据收集、信息传输以及信息处理管理和使用三个过程实现物理世界中的物体与虚拟网络世界的交互连接。其中,数据收集过程主要负责感知物理环境、收集实时物理数据并重构相应的通用概念,作为该过程核心技术之一的RFID技术则负责实
学位
实际工程系统经常会受到来自结构内部或外部环境随机因素的影响,从而导致系统模型的突变。这类突变源于系统组件或者组件之间的连接失效、环境突变或是非线性系统工作点的变更等。随机跳变广义系统模型能更贴切的反映这类结构突变系统的动态特性。  在对本课题的研究背景和现有结论进行分析和探讨后,从系统模型、性能指标和受限情况进行研究。本文针对随机跳变广义时滞系统,考虑输入饱和、量化反馈、不确定和外界扰动的影响,基
随着国家智能电网的发展,国家对电力系统的智能化水平的要求也越来越高,所以也越来越重视电力消费端的管理与研究。目前,已有大量学者们对小区居民、工厂等用户的用电特性进行了研究与分析。然而学生也是电力消费端中一个重要的、不可忽视的一个群体,对学生的用电特性进行分析拥有着重要的意义。通过对学生的电特性曲线和用电模型进行研究,对智能电网进行用户分类、负荷预测、负荷控制、用电异常检测、峰谷电价、需求侧管理等研
学位
电力能源在人们的日常生活和生产中起着至关重要的作用,是当今社会赖以生存的基础,因而如何利用好电力能源和提高电力能源转换效率是一个非常关键的问题。其中,电力能源预测技术包括电力市场负荷预测和新能源预测是解决以上问题的一个有效手段。电力市场负荷预测可以根据过去与当前电力市场的状态与数据,依赖正确的方法来对未来一段时间的电力市场负荷进行预测,从而为电力市场从业者提供精准的决策支持,以提高用电效率,降低发
我国是纺织品生产大国,作为纺织行业重要组成部分的印染行业,发展速度非常迅速。由于染色过程涉及到复杂的物理化学反应,其内在机理研究尚不完善,且温度、水质、助剂等的改变就会给织物带来色差,造成织物染色的一次合格率/一次准确性低。颜色作为印染品的重要属性之一,如果达不到客户的要求,就会导致印染企业重染、废染等行为,带来生产成本高、利润低的问题。  染色过程中织物的颜色无法直接测量,可以通过软测量技术来预
学位
聚酯纤维是国家重要的化工原材料之一,是国民经济当中的重要组成部分。熔体输送过程是聚酯纤维制造的重要环节,熔体从聚合环节流入,经过熔体输送环节到达纺丝环节。纺丝环节对熔体输送环节输送的熔体性质具有严格的要求,简言之,如果熔体输送环节不能保证输送的熔体性能,聚酯纤维的原丝性能就会受到很大影响,无法满足生产要求。对于熔体输送环节而言,热媒泵等工艺参数的设置决定了输出的熔体性能,然而在目前的工业生产当中,
学位
随着科技快速发展,人们的生活水平不断提高。传统服装已不能满足人们对服装功能性与时尚性的需求。智能发光服装的出现引起服装行业与时尚圈的广泛关注,并开始应用于警示服装、舞台服装等特殊服装类型中,但智能发光服装还存在功能性不强、续航能力差、发光单一、互联强度不足等问题。本文设计的智能发光服装控制平台,综合运用纺织技术、LED驱动技术、电源管理技术、无线通信技术等为智能发光服装设计提供一套可行的解决方案。
近年来,随着人们公共安全意识的提高,公共区域的安全问题受到越来越多人的关注,对群体异常行为的检测成为当下研究的热点问题。本文从群体目标的检测,异常行为的识别以及群体异常行为的分类三个方向进行了深入的研究。具体的研究内容如下:  (1)基于改进滑动高斯平均模型的群体目标提取。运动目标检测技术是理解异常行为的基础,目的是在图像序列中将运动目标从背景中分离出来。传统的光流法耗时长,对硬件有较高的要求,无
学位