建筑密集区低空无人机航迹规划算法研究

来源 :长春理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cjl11082009
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着我国城市低空空域的有序放开,低空无人机在建筑密集区的民用飞行项目日增月益。航迹规划是无人机自主飞行的关键技术之一,研究建筑密集区场景下的航迹规划技术,有利于无人机在民用领域的发展。目前的航迹规划方法主要应用于障碍物稀少、中高空等环境,对建筑密集区的无人机航迹规划研究相对较少,大多数航迹规划算法存在鲁棒性不佳、解算效率不理想等问题。针对上述问题,论文开展了如下研究:1)提出基于量子策略的改进人工蜂群算法,提高了无人机二维航迹规划中人工蜂群算法的搜索能力和收敛速度。通过设置搜索步长改造蜜源产生方式,使蜜源之间建立联系,增强了始化蜜源的有效性;引入灵敏度与信息素模型替代传统蜜源选择机制,避免算法陷入局部最优;跟随蜂阶段引入量子策略对蜜源进行更新,提高算法收敛速度。在给定建筑密集区的二维静态航迹规划仿真实验中,相较于基本算法,所提算法的代价函数值标准差降低了60.00%,收敛迭代次数减少了52.50%,具备更优的鲁棒性和规划效率。2)提出基于混沌序列的改进人工蜂群算法,提高了三维航迹规划中人工蜂群算法的寻优质量。在利用混沌序列初始化蜜源以提高蜜源可行性和多样性的同时,引入灵敏度与信息素模型的选择机制,改进蜜源邻域搜索方式,优化了算法解算三维航迹规划的效果。在建筑密集区环境的三维静态航迹规划仿真实验分析中,相较于基本人工蜂群算法,所提算法代价函数值标准差降低了47.17%,收敛代数降低了54.62%,达到更好的解算效果。对无人机在建筑密集区中执行四种不同任务的航迹规划进行仿真分析,进一步验证了所提算法的优越性。3)给出适用于建筑密集区的实时航迹规划方法,对两种改进的人工蜂群算法分别在二维和三维环境下进行了实时航迹规划仿真实验,由此对改进算法具有的可行性以及实时性进行验证。按突发威胁的出现位置,在二维和三维环境中分别设计了不同情形的实时航迹规划仿真。实验结果表明,面对突发威胁,论文所提算法能在较短时间内解算实时航迹规划问题。
其他文献
近几年,协同控制被广泛应用于工程实践领域,其中的多智能体最优一致性控制成为了当下重要研究课题。设计最优一致性控制协议并使得多个智能体在该协议下状态趋于一致是研究的关键。由于多个智能体所构成的分布式系统中通信网络结构复杂度的加深,现有理论研究中主要存在以下两点不足。第一,传统的动态规划方法在求解优化方程时会出现维数灾问题,哈密顿-雅可比-贝尔曼方程的解析解也难以求出;第二,在现有的多智能体系统一致性
近年来,随着中国人口老龄化进程不断加速,老年人的健康、保护和救援等问题受到了社会的重点关注。跌倒是老年人和残疾人中最常见的问题之一,特别是独居的老人在跌倒后无法得到及时救助,对生命健康造成威胁。因此,有必要对跌倒检测算法进行研究。在智能监控领域中,基于深度学习的跌倒检测算法已经成为热门的研究方向,具体是利用卷积神经网络检测人体关键点以提取姿态信息,作为获取跌倒动作特征的重要前提,但目标的多尺度问题
集成成像系统作为三维立体显示技术的一种,具有连续性好,全视差没有视觉疲劳等优点,但是传统集成成像系统由于使用微透镜阵列获取三维场景信息,采集的立体元图像分辨率低,所得到的集成成像三维显示效果差。本文主要研究的是利用多视点采集的方式,包括轴向视点采集、离轴视点采集和双目视觉采集三种方式,生成立体元图像阵列进行三维再现。传统集成成像系统获取深度图的方法是利用微透镜阵列采集立体元图像,由于尺寸的限制,采