復(fù)雜環(huán)境下無人機(jī)路徑規(guī)劃及信息采集方法的研究.pdf

1、上個(gè)世紀(jì)八十年代以來，無人機(jī)（Unmanned Aerial Vehicle）路徑規(guī)劃受到了各國的廣泛關(guān)注。由于無人機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，動(dòng)力可持續(xù)、和有人駕駛飛機(jī)相比安全等特點(diǎn)，并能夠完成有人駕駛飛機(jī)無法完成的任務(wù)，被廣泛應(yīng)用到軍事領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境監(jiān)測、邊界管控、森林防火等領(lǐng)域。
　　同樣在上個(gè)世紀(jì)九年代，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、硬件技術(shù)不斷發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network）受到了人

2、們的廣泛關(guān)注。尤其是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)成本低、耗能少，分布式、自組織等特點(diǎn)，可對監(jiān)測區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測，并可將信息回傳給觀察者。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)主要應(yīng)用在軍事領(lǐng)域、智能家居、環(huán)境監(jiān)測等方面。
　　制約WSN發(fā)展的最主要的因素就是其自身的能耗問題。由于WSN節(jié)點(diǎn)需要將環(huán)境信息回傳給遠(yuǎn)距離的觀察者，而且信息在傳輸過程中需要消耗大量的能量。但是由于WSN節(jié)點(diǎn)的能量是一定的，這就需要改進(jìn)WSN節(jié)點(diǎn)信息轉(zhuǎn)發(fā)的策略來節(jié)省能量。但是這也只能在一定的程度上解

3、決問題。后來人們將可移動(dòng)SINK節(jié)點(diǎn)引入到WSN里面，由于SINK節(jié)點(diǎn)可以任意可移動(dòng)，則大大縮短了彼此之間的通信距離，減少了能量的消耗。而UAV具有機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、活動(dòng)范圍廣、可重復(fù)使用等特點(diǎn)，可以將UAV引入到WSN網(wǎng)絡(luò)中代替可移動(dòng)的SINK節(jié)點(diǎn)。這樣就大大增強(qiáng)了WSN整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能。WSN網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間主要是由WSN的能量來決定的。如果WSN收集和發(fā)送的數(shù)據(jù)比較多，并且消耗的能量比較少的話，那么整個(gè)WSN網(wǎng)絡(luò)性能也就比較高。所以，如何降低W

4、SN節(jié)點(diǎn)的能耗問題是當(dāng)今需要解決的重點(diǎn)問題。
　　本文主要是模擬了原始森林的地形圖，并對其進(jìn)行合理的建模和描述，不僅考慮了算法的效率，還考慮到了UAV實(shí)際飛行的可行性。針對復(fù)雜環(huán)境下，首先進(jìn)行三維空間下的UAV路徑規(guī)劃。在路徑規(guī)劃的過程中，我們需要考慮到UAV實(shí)際飛行的可行性，同時(shí)也需要考慮到最短路徑的問題。需要在UAV規(guī)劃出最短路徑之后再根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行路徑再規(guī)劃，從而規(guī)劃出一條UAV可以飛行的實(shí)際路徑。在采集節(jié)點(diǎn)信息的過程中，