基于改進(jìn)蟻群算法的三維無(wú)人機(jī)路徑規(guī)劃的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著小型無(wú)人機(jī)技術(shù)的發(fā)展，無(wú)人機(jī)的應(yīng)用范圍已經(jīng)從軍事逐步向商用和民用擴(kuò)展。在民用領(lǐng)域，無(wú)人機(jī)一般作為輔助工具處理城市問(wèn)題，建筑物是阻礙無(wú)人機(jī)飛行的主要因素。所以需要在一定約束條件下，找出無(wú)人機(jī)飛行的最優(yōu)路徑。
　　傳統(tǒng)的路徑規(guī)劃問(wèn)題大多針對(duì)二維環(huán)境進(jìn)行研究，并且已經(jīng)相對(duì)成熟，而最近三維路徑規(guī)劃成為新的研究重點(diǎn)。當(dāng)環(huán)境由二維拓展到三維后，會(huì)帶來(lái)很多問(wèn)題，三維環(huán)境擁有更廣的搜索空間和危險(xiǎn)性。蟻群算法具有優(yōu)秀的搜索能力，對(duì)多優(yōu)化問(wèn)題有良

2、好的性能，是智能算法應(yīng)用于路徑規(guī)劃的熱門(mén)方向。
　　本文根據(jù)無(wú)人機(jī)路徑規(guī)劃的現(xiàn)狀，提出了一種基于改進(jìn)蟻群算法的三維路徑規(guī)劃方法：
　　首先，本文分析了無(wú)人機(jī)的研究現(xiàn)狀，在說(shuō)明路徑規(guī)劃中的關(guān)鍵問(wèn)題后，總結(jié)了現(xiàn)階段研究的難點(diǎn)，并對(duì)相關(guān)背景知識(shí)進(jìn)行說(shuō)明。
　　其次，根據(jù)三維路徑規(guī)劃的復(fù)雜性，設(shè)計(jì)了一種分層規(guī)劃模型，將三維路徑規(guī)劃投影為二維路徑規(guī)劃，建立水平與垂直規(guī)劃模型，詳細(xì)闡述垂直模型中優(yōu)化路徑的方法，并生成無(wú)人機(jī)三維可飛

3、行路徑。
　　再次，研究了蟻群算法的基本思想，在明確其原理特性后設(shè)計(jì)具體改進(jìn)方案，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合分層規(guī)劃模型的特點(diǎn)，改進(jìn)蟻群的轉(zhuǎn)移規(guī)則，添加高度啟發(fā)函數(shù)，提高蟻群算法在新模型中的適應(yīng)性。
　　針對(duì)無(wú)人機(jī)安全問(wèn)題，進(jìn)一步對(duì)相關(guān)算法模型進(jìn)行優(yōu)化，通過(guò)添加安全系數(shù)的方式，改變無(wú)人機(jī)的路徑選擇，并提出一種安全評(píng)價(jià)指標(biāo)，表明路徑的安全程度。
　　最后，應(yīng)用提出的算法與模型對(duì)無(wú)人機(jī)路徑規(guī)劃進(jìn)行仿真，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與基本蟻群算法進(jìn)行比較