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现今社会,由于飞行环境的复杂和恶劣,无人机技术日益成为一个在军事和民用领域都颇为引人注意的话题。航路规划作为其中一个重要组成部分也成为本文的研究重点。本文建立了地形模型,然后在Voronoi图的基础上提出一种新型算法进行航路规划,计算出满足各项规划条件的可行航路。主要研究内容如下:(1)航路规划研究内容。首先综合考虑无人机的各种约束条件,其次分析无人机飞行环境中地形、雷达等威胁因素,建立空间环境的二维模型,最后基于对目标的指定和自身约束,确定无人机航路规划方法。(2)对航路规划算法的选择。首先根据威胁区域分布的情况生成由初始可选路径集构成的Voronoi图,该算法有效降低了无人机飞行时的威胁代价,然后针对Voronoi图生成路径分析网络,进行最短路径搜索,选择的Dijkstra路径算法有效的避开了威胁值较大的区域,同时也尽可能使无人机以较短的路径抵达目标点。(3)对路径分析算法的选择。针对传统的B样条插值法在无人机航线优化路径中的不足,在Voronoi图的基础上提出一种新的快速优化航路的算法。首先根据最短路径算法在Voronoi图中生成初始路径,然后在路程时长和权重大小最优的考虑下,采用提出的优化算法对路径中构成不可飞夹角的各个节点进行更新和替换,生成一条最优路径。新算法解决了因初始路径不合理致使无人机不可飞的状况,同时保证了航路中威胁代价和燃油代价的最优。实验结果表明该算法满足了航迹规划的有效性和合理性。(4)本文在VS2013的环境下,采用面向对象的思想,设计并实现了某型无人机航路规划软件。在分析软件设计需求后重点对航路规划算法、数据读取和界面显示等功能模块进行了设计,实现对路径的粗劣规划、手动和自动规划、精细规划。测试结果表明该软件不仅实用且能满足航路规划的实际应用需求。