四旋翼飛行器的路徑規(guī)劃.pdf

1、在當(dāng)代社會，隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，路徑規(guī)劃的研究越來越成為一項(xiàng)熱門的研究。例如移動機(jī)器人的路徑規(guī)劃，無人機(jī)的路徑規(guī)劃等等。對于四旋翼飛行器路徑規(guī)劃的研究，更是成為四旋翼研究領(lǐng)域的熱門方向。而四旋翼飛行器的路徑規(guī)劃就是在特定的約束條件下，從起飛點(diǎn)到降落點(diǎn)尋找出一條最優(yōu)路徑。這是實(shí)現(xiàn)四旋翼飛行器從“手工控制飛行”轉(zhuǎn)到“自主飛行”的關(guān)鍵。本文針對四旋翼飛行器的路徑規(guī)劃分兩個方面進(jìn)行的了研究。一方面研究了四旋翼飛行器路徑規(guī)劃中常用的兩種算法:蟻

2、群算法、粒子群算法。在已知的三維環(huán)境模型中，搜索出一條最優(yōu)路徑，并避開途中所遇到的障礙物。另一方面提出了蟻群粒子群混合算法。利用MATLAB進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，對算法進(jìn)行了比較分析。
　　本文研究內(nèi)容包含以下幾個部分:
　　本文首先考慮了四旋翼飛行器的約束條件，構(gòu)造了一個由航跡長度和航跡節(jié)點(diǎn)高度兩方面的加權(quán)和組成的適合于四旋翼飛行器路徑規(guī)劃的評價函數(shù)。航跡長度和航跡節(jié)點(diǎn)高度的系數(shù)代表了其在路徑規(guī)劃過程中的重要性程度，不同的值所規(guī)劃

3、處的航跡高度也就有所不同。
　　其次，針對于三維環(huán)境建模方面，本文運(yùn)用了三維柵格圖的相關(guān)知識，并且考慮了四旋翼飛行器的自身特點(diǎn)，GPS定位精度，以及緯度、經(jīng)度和障礙物高度信息，建立了一個基于高程圖的三維環(huán)境模型，分別研究了基于蟻群算法和粒子群算法的四旋翼飛行器三維路徑規(guī)劃方法。
　　針對蟻群算法在路徑規(guī)劃中存在的問題增加了連通性判斷和自適應(yīng)α和β調(diào)整優(yōu)化了路徑;針對粒子群算法在路徑規(guī)劃過程中存在的問題，提出了離散二進(jìn)制粒子群