越野环境地面无人平台航迹规划

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越野环境中的地面无人平台运行条件较城市道路相比地面起伏不定且覆盖物复杂多样,要使地面无人平台能够安全行驶,并准确、可靠的执行各项任务,需要其根据周围环境自主决策规划出一条可靠安全的行驶路径,这就需要探讨兼顾车辆通过效率和安全性的路径规划算法。首先,本文提出一种关于地面无人平台在越野环境运行中最短路径的规划算法。在经典蚁群算法二维网格的基础上,增加地面高度信息,采用三维地图网格创建的方法建立三维规划空间,设计以最短路径为目标的蚁群搜索策略。其次,无人平台在任务指标中,完成任务的时间是最重要的,在上一步最短路径的基础上提出一种越野环境地面无人平台时间最短航迹规划方法,其核心在于提出地面无人平台各种路况通过性分级方法,通过分析车辆动力学性能和现有国标的基础上对无人平台的环境通过性进行评估,并设计各分级下的推荐车速,融合通过性分级和推荐车速,设计以通过时间最短为目标的改进蚁群算法启发函数,以车辆安全性建立动态约束,得到兼顾通行效率、通过性和安全性的优化路径。最后,在实际越野环境地图中进行了多组仿真对比验证,通过在同一地形图的不同划分精度进行的三组不同起终点仿真验证,得到了三组符合条件的规划路径,验证了算法的可行性。就规划的最优路径长度而言,由于本文较一般的蚁群算法增加了环境通过性分级限制因素,最大程度地避开了难以攀爬和翻越的障碍,因此路径长度有所增加,但是由于本文算法能够通过不同环境进行分级,使得车辆速度分配更加的合理提高了无人平台的运行效率,其运行效率综合提高了9.3%,仿真结果充分的验证了越野环境地面无人平台航迹规划方法的有效性。
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