无人机航路规划系统研究

摘要

随着信息技术的不断发展，无人机在现代战争中的重要性日渐明显。在此背景下，本文从无人机单机航路规划，多无人机编队航路规划以及多无人机时间协同航路规划三个方面，对无人机系统中的航路规划问题进行了研究。
　　针对无人机单机航路规划问题，提出了系统的解决方案。首先，建立了无人机航路规划环境模型，并采用稀疏A星算法进行航路规划，得到参考航路。在此基础上提出了一种自适应分级平滑算法，分两级对航路进行平滑，一级平滑去掉冗余航路点，使航路达到直线平滑，二级平滑通过自适应的航路调整方法，使平滑后的航路满足无人机的飞行约束。
　　针对多无人机编队航路规划问题，建立了多无人机编队模型以及编队规划环境模型，提出了一种多无人机编队航路规划算法。在无人机单机航路规划的基础上，先规划出领队无人机航路，再根据编队模型，对领队无人机航路进行扩展，得到两翼无人机航路，最后通过对两翼无人机的速度调整进行时间协同处理，使多无人机能够在飞行过程中保持编队队形不变。
　　针对从不同起始点出发，同时到达相同目的地的多无人机时间协同航路规划问题，提出了一种多无人机防撞协同规划算法。首先对多无人机进行航路长度预估，并对预估航路长度进行从大到小的排列，然后依次对无人机进行单机航路规划。重点分析了航路规划过程中的防撞检测方法，以及平滑过程中的防撞检测方法，保证多条航路的安全性。最后通过对无人机的飞行速度控制，进行时间修正，从而满足时间协同。
　　对无人机航路规划系统进行了仿真，仿真结果表明，上述方法可以解决对应的航路规划问题，且得到的航路经过平滑处理，满足无人机的飞行要求，具有可行性。

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第一章 绪论

1.1研究背景

1.2无人机单机航路规划研究现状

1.3多无人机协同航路规划研究现状

1.4论文的主要内容

1.5论文的内容安排

第二章 无人机单机航路规划

2.1航路规划环境模型的建立

2.2规划算法的设计

2.3规划结果的优化

2.4仿真结果及其分析

2.5本章小结

第三章 多无人机编队航路规划

3.1多无人机编队模型的建立

3.2编队航路规划环境模型的建立

3.3编队航路规划算法的设计

3.4编队航路的时间协同

3.5仿真结果及其分析

3.6本章小结

第四章 多无人机时间协同航路规划

4.1环境模型的建立

4.2规划算法的设计

4.3多无人机航路的时间协同

4.4仿真结果及其分析

4.5本章小结

第五章 总结与展望

5.1工作总结

5.2研究展望

参考文献

致谢

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