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复杂城市环境下无人机路网模型研究
被引量：
4
1
作者
胡小兵
杨常澍
周隽
《交通运输系统工程与信息》
EI
CSCD
北大核心
2023年第4期251-261,共11页
针对复杂城市环境下无人机路径规划问题,采用三维可视图法研究路网模型。首先,在考虑无人机飞行安全裕度的前提下,将城市密集而不规则的障碍物环境进行变形重组,再以不同的水平和竖直间隔对障碍物外表面进行离散化的节点采集,并构建基...
针对复杂城市环境下无人机路径规划问题,采用三维可视图法研究路网模型。首先,在考虑无人机飞行安全裕度的前提下,将城市密集而不规则的障碍物环境进行变形重组,再以不同的水平和竖直间隔对障碍物外表面进行离散化的节点采集,并构建基于三维可视图的复杂城市低空路网模型。其次,为降低无人机之间的潜在冲突和碰撞风险,引入无人机机动保护区的概念,进一步缩减路网规模,优化路网结构。最后,结合无人机性能和平稳飞行的要求,以最大航向角改变量作为主要限制条件,以最小化路径长度为目标,提出改进的涟漪扩散算法进行求解。仿真结果表明:三维可视图中的采点间隔直接决定了路网模型中节点和链接的数量,并对最优路径与规划时间具有显著影响;1000组仿真实验表明,考虑机动保护区后,最短路径的平均长度相较于无机动保护区时增长了不足1%,而计算耗时降低了近70%。仿真实验验证,通过引入无人机机动保护区和航向角改变量的限制,能够有效降低路网规模,提升运算效率,并有利于获得平滑的路径,降低无人机的潜在碰撞风险。
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关键词
航空运输
路网模型
三维可视图
无人机
路径规划
改进涟漪扩散算法
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职称材料
题名
复杂城市环境下无人机路网模型研究
被引量：
4
1
作者
胡小兵
杨常澍
周隽
机构
中国民航大学
中国民航大学
出处
《交通运输系统工程与信息》
EI
CSCD
北大核心
2023年第4期251-261,共11页
基金
中央高校基本科研业务费专项资金(3122023012)
天津市应用基础研究多元投入基金重点项目(21JCQNJC00790)。
文摘
针对复杂城市环境下无人机路径规划问题,采用三维可视图法研究路网模型。首先,在考虑无人机飞行安全裕度的前提下,将城市密集而不规则的障碍物环境进行变形重组,再以不同的水平和竖直间隔对障碍物外表面进行离散化的节点采集,并构建基于三维可视图的复杂城市低空路网模型。其次,为降低无人机之间的潜在冲突和碰撞风险,引入无人机机动保护区的概念,进一步缩减路网规模,优化路网结构。最后,结合无人机性能和平稳飞行的要求,以最大航向角改变量作为主要限制条件,以最小化路径长度为目标,提出改进的涟漪扩散算法进行求解。仿真结果表明:三维可视图中的采点间隔直接决定了路网模型中节点和链接的数量,并对最优路径与规划时间具有显著影响;1000组仿真实验表明,考虑机动保护区后,最短路径的平均长度相较于无机动保护区时增长了不足1%,而计算耗时降低了近70%。仿真实验验证,通过引入无人机机动保护区和航向角改变量的限制,能够有效降低路网规模,提升运算效率,并有利于获得平滑的路径,降低无人机的潜在碰撞风险。
关键词
航空运输
路网模型
三维可视图
无人机
路径规划
改进涟漪扩散算法
Keywords
air transportation
route network model
three-dimensional(3D)visibility graph
unmanned aerial vehicle(UAV)
track planning
ripple spreading algorithm
分类号
U8 [交通运输工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
复杂城市环境下无人机路网模型研究
胡小兵
杨常澍
周隽
《交通运输系统工程与信息》
EI
CSCD
北大核心
2023
4
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