改进霜冰优化算法用于无人机三维路径规划

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作者 汪家伟 付盛伟 黄海松 《电子测量技术》 北大核心 2025年第9期44-55,共12页

霜冰优化算法(RIME)是一种受霜冰自然生长过程启发的智能优化算法,通过软霜冰策略实现全局搜索,硬霜冰策略实现局部开发,具有较强的寻优能力。然而,RIME在应用中存在收敛速度较慢及易陷入局部最优的问题。为此,本文提出一种改进的霜冰... 霜冰优化算法(RIME)是一种受霜冰自然生长过程启发的智能优化算法,通过软霜冰策略实现全局搜索,硬霜冰策略实现局部开发,具有较强的寻优能力。然而,RIME在应用中存在收敛速度较慢及易陷入局部最优的问题。为此,本文提出一种改进的霜冰优化算法(IRIME)。首先,在算法的初期引入动态质心引导策略,显著提升了收敛速度;其次,在迭代后期融入改进的差分变异算子,有效降低算法陷入局部最优的风险;此外,设计了一种新的质心边界调整策略,通过深度挖掘种群信息,实现精度和效率的协同优化。基于CEC2017基准测试集的实验表明,IRIME在优化性能上优于PPSO、AGWO、HPHHO、RIME和SRIME。进一步将IRIME应用于无人机三维路径规划问题,结果显示其在解的质量、收敛稳定性和求解效率方面具有显著优势,为复杂工程优化问题提供了一种高效的解决方案。 展开更多

关键词 霜冰优化算法 差分变异算子 数值优化 无人机三维路路径规划

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三维地形风场环境下无人机全覆盖路径规划

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作者 唐俊超 胡春鹤 《系统工程与电子技术》 北大核心 2025年第7期2349-2356,共8页

针对旋翼无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)采用往复全覆盖路径在三维地形和风场环境中面临的能量非最优问题,提出一种风场地形自适应全覆盖路径规划算法。首先,通过栅格法进行环境建模,根据栅格内的高程数据点信息构建空中航路点。... 针对旋翼无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)采用往复全覆盖路径在三维地形和风场环境中面临的能量非最优问题,提出一种风场地形自适应全覆盖路径规划算法。首先,通过栅格法进行环境建模,根据栅格内的高程数据点信息构建空中航路点。接着,通过分析旋翼UAV在风场环境中的机动动作和能量函数构建UAV风中模型及能量消耗模型。然后,基于滚动优化和全局思想提出一种邻点滚动试探全局预测融合策略作为算法核心,规划出UAV顺应风场与起伏地形能量近似最优全覆盖路径。最后,在不同环境下进行仿真实验。实验结果表明考虑风场和地形的必要性,同时相较于单一往复式覆盖,所提算法能自适应环境因素进行规划从而显著减少全覆盖过程中的能量消耗。 展开更多

关键词 旋翼无人机 路径规划 全覆盖 风场 三维地形

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基于树采样Dueling-DQN的无人机三维避障路径规划方案

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作者 胡明 曹圣昊 +3 位作者 王杨 范祥祥 于得水 焦奕康 《小型微型计算机系统》 北大核心 2025年第7期1616-1624,共9页

深度Q网络(Deep Q-Network, DQN)已被广泛应用于无人机避障路径规划任务,针对传统DQN采样过程中由于存在样本信息利用不充分,导致收敛速度慢的问题,提出了一种基于树采样Dueling-DQN的无人机三维避障路径规划方案.首先描述了三维空间内... 深度Q网络(Deep Q-Network, DQN)已被广泛应用于无人机避障路径规划任务,针对传统DQN采样过程中由于存在样本信息利用不充分,导致收敛速度慢的问题,提出了一种基于树采样Dueling-DQN的无人机三维避障路径规划方案.首先描述了三维空间内的无人机避障规划网络系统模型、仿真环境模型;然后设计了避障算法、电量消耗算法、无人机动作合集等;最后提出结合树采样的Dueling-DQN算法,算法使用二叉树结构存储优先级样本,结合奖励函数、贪婪策略等获得无人机的避障飞行路径.实验结果显示,与传统DQN和DDQN(Double Deep Q-Network, DDQN)相比,方案在获得较优规划路径的同时,取得了最高的平均奖励值.在10种障碍物难度等级的条件下,与A~*、RRT、蚁群算法相比,到达目标点所需的步数最少,且碰撞概率最低.仿真结果验证了所提无人机三维避障路径规划方案在处理三维空间内无人机避障规划问题的有效性. 展开更多

关键词 无人机 三维空间避障 路径规划 树采样 DQN算法

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基于多策略改进灰狼算法的无人机路径规划 被引量：1

4

作者 宋宇 高岗 +1 位作者 梁超 徐军生 《电子测量技术》 北大核心 2025年第1期84-91,共8页

针对传统的灰狼算法在三维路径规划中容易陷入局部最优等问题,本文提出了一种改进的灰狼算法。首先,对三维威胁区域进行环境建模,对约束条件规定无人机飞行的总成本函数;其次,在灰狼种群初始化中加入了混沌序列和准反向学习策略,增加了... 针对传统的灰狼算法在三维路径规划中容易陷入局部最优等问题,本文提出了一种改进的灰狼算法。首先,对三维威胁区域进行环境建模,对约束条件规定无人机飞行的总成本函数;其次,在灰狼种群初始化中加入了混沌序列和准反向学习策略,增加了群种多样性以及未知领域的搜索范围,通过对自适应权重因子的改进来更新个体位置,从而加快收敛速度;最后,为了避免陷入局部最优,引入了粒子群算法从而平衡全局开发与局部收敛。通过实验结果表明,相较于另外3种典型路径规划算法,改进灰狼算法可以寻找出一条安全可行的路径,并且有着较稳定的寻优能力。 展开更多

关键词 无人机 三维路径规划 混沌序列 准反向学习 灰狼算法 粒子群算法

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基于多策略改进鲸鱼算法的无人机三维路径规划

5

作者 胡鑫宇 向慧明 《现代电子技术》 北大核心 2025年第9期79-85,共7页

针对复杂地形环境下的无人机(UAV)路径规划问题,提出一种基于改进鲸鱼优化算法的无人机路径规划方法。首先,通过解析山体地形、动态目标和威胁区,建立三维动态环境与无人机航路模型;其次,改进种群初始化策略,利用融合混沌映射的精英反... 针对复杂地形环境下的无人机(UAV)路径规划问题,提出一种基于改进鲸鱼优化算法的无人机路径规划方法。首先,通过解析山体地形、动态目标和威胁区,建立三维动态环境与无人机航路模型;其次,改进种群初始化策略,利用融合混沌映射的精英反向学习策略实现种群的初始化;接着,引入随机多维度移动策略替换全维度同时移动策略,避免全维度调整不适;再次,引入非线性收敛因子和非线性判断因子平衡搜索和开发的概率;然后,领航鲸辅佐修正和改进气泡网移动,不断优化领导鲸鱼的位置,增强WOA算法跳出局部最优的能力;最后,使用所提算法与一些现有的智能算法求解CEC2022测试函数以及设计的无人机环境模型。仿真结果对比分析表明:与传统鲸鱼算法相比,所提算法的收敛精度提高5.09%,航迹适应度平均值提高了35.55%;所提改进鲸鱼优化算法收敛更快、精度更高,能有效处理无人机路径规划问题。 展开更多

关键词 无人机 三维路径规划 鲸鱼算法 种群初始化 坐标修正 非线性因子

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考虑异巢起降的无人机山地巡检覆盖路径规划

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作者 羊钊 胡锦标 +1 位作者 王艳 齐洪彪 《系统工程与电子技术》 北大核心 2025年第8期2622-2631,共10页

为解决山地区域的防火巡检问题,提出基于异巢起降运行模式的多无人机覆盖路径规划模型。首先,提出山地区域的空中覆盖视觉航路点生成方法,建立风影响下的无人机能量消耗模型,其次,提出异巢起降的运行模式,以总能耗最小、总转弯角最小和... 为解决山地区域的防火巡检问题,提出基于异巢起降运行模式的多无人机覆盖路径规划模型。首先,提出山地区域的空中覆盖视觉航路点生成方法,建立风影响下的无人机能量消耗模型,其次,提出异巢起降的运行模式,以总能耗最小、总转弯角最小和单无人机最大能耗最小作为优化目标,建立多无人机覆盖路径规划模型,最后,提出两阶段求解算法,一阶段将航路点的遍历问题建模为旅行商问题生成总能耗与总转弯角较小的回路,二阶段计算机巢的最优插入位置以实现单无人机最大能耗最小化。对比实验表明,所提出的算法在3个目标上相比于牛耕法路径均取得一定提升。所提算法能够兼顾总能耗、总转弯角与单无人机最大能耗规划多无人机覆盖路径。 展开更多

关键词 多无人机 覆盖路径规划 三维路径规划 异巢起降 多目标优化

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基于无人机路径规划与深度学习的桥梁点云自动化分割研究

7

作者 万桂军 吴维维 +1 位作者 王浩琛 冯东明 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期60-72,共13页

为推动桥梁管养事业发展的数字化、智能化和精细化,保障其安全服役,提出基于无人机路径规划与深度学习的桥梁点云自动化分割方法.首先对桥梁结构进行倾斜摄影建模,根据模型提供的空间信息,对桥面板、桥侧、桥墩和桥底四部分分别进行无... 为推动桥梁管养事业发展的数字化、智能化和精细化,保障其安全服役,提出基于无人机路径规划与深度学习的桥梁点云自动化分割方法.首先对桥梁结构进行倾斜摄影建模,根据模型提供的空间信息,对桥面板、桥侧、桥墩和桥底四部分分别进行无人机飞行路径精细化规划,并按照新路径执行航拍任务,进行三维重建.其次,通过实桥试验进行方法验证,根据目标分辨率确定无人机飞行高度、航向和旁向重叠率等飞行参数,编写KML文件导入无人机,经验证重建所得的桥梁三维点云模型精度达到毫米级.最后,制作点云语义分割数据集,将点云数据划分为背景、桥面板、桥墩和盖梁四类,采用轻量高效的RandLA-Net算法进行桥梁构件语义分割,结果MIoU值为98.77%,各类别构件IoU值在95.46%以上,在桥梁点云的自动化分割上取得了良好的效果. 展开更多

关键词 桥梁工程 三维点云 桥梁管养 自动化分割 无人机路径规划

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基于改进A*算法的城市物流无人机三维路径规划 被引量：4

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作者 闫少华 石星雨 张兆宁 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第29期12781-12788,共8页

针对无人机在城市物流应用中的路径规划时,需要耗费大量时间和计算资源寻找最优解的问题,提出一种改进A*算法。首先,采用栅格法建立三维环境模型,结合无人机性能构建多约束物流无人机路径规划模型,将路径规划问题转化为在三维空间中的... 针对无人机在城市物流应用中的路径规划时,需要耗费大量时间和计算资源寻找最优解的问题,提出一种改进A*算法。首先,采用栅格法建立三维环境模型,结合无人机性能构建多约束物流无人机路径规划模型,将路径规划问题转化为在三维空间中的最优路径搜索问题;其次,改进后的A*算法引入了动态步长的概念、Bresenham算法思想以及改进的启发式函数,以提升算法的路径规划质量和效率;最后,通过引入对角线距离、欧氏距离和曼哈顿距离作为改进A*算法的启发式函数。结合所建立的三维环境模型,采用参数搜索方法来计算最优权重值,从而提出一种高效的城市物流无人机三维路径规划的优化算法。算例分析表明,改进后的A*算法相比传统A*算法和JPS算法路径规划的平均时间至少降低了24.84%,所得路径平均长度至少缩短了2.89%,平均搜索节点数量至少减少了82.81%。 展开更多

关键词 无人机 三维路径规划 改进A*算法 JPS算法

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面向无人机路径规划的可视分析系统

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作者 胡悦 孙智达 黄惠 《图学学报》 北大核心 2025年第3期655-665,共11页

目前,利用真实世界的图像信息进行几何模型重建,并采用基于图像的渲染方法重建出高质量渲染结果成为一种获取高质量美术素材的解决方案。为此,提出了一个可视分析系统为无人机规划路径以及与之相关的三维重建和基于图像渲染提供支持。... 目前,利用真实世界的图像信息进行几何模型重建,并采用基于图像的渲染方法重建出高质量渲染结果成为一种获取高质量美术素材的解决方案。为此,提出了一个可视分析系统为无人机规划路径以及与之相关的三维重建和基于图像渲染提供支持。工程贡献上以蓝图编辑器作为可视分析系统的程序载体,将各种可视分析功能编写为蓝图编辑器中的功能节点,允许用户通过拖拽、连接和配置图形元素,自定义地创建用户所需的可视分析工作流。算法创新上提出了一种对基于采样覆盖率的参考视角选择算法的改进优化方案,比较了其他3种类型的视角选择算法后,通过对比实验证实了参考视角选择方案在运算的时间开销上和渲染图像的参考率上拥有更好的效果。 展开更多

关键词 数据可视化 无人机 三维重建 基于图像的渲染 可视分析 路径规划

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基于改进粒子群算法的无人机三维路径规划 被引量：4

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作者 朱润泽 赵静 +2 位作者 蒋国平 肖敏 徐丰羽 《南京邮电大学学报（自然科学版）》 北大核心 2024年第6期120-127,共8页

因传统粒子群算法在无人机三维路径规划对参数具有较强的依赖性以及容易陷入局部最优的缺点,通过引入混沌映射、改进迭代公式以及引入柯西变异算子优化传统算法的性能。首先,建立无人机三维作业空间;其次,考虑地面和空中悬浮障碍因素,... 因传统粒子群算法在无人机三维路径规划对参数具有较强的依赖性以及容易陷入局部最优的缺点,通过引入混沌映射、改进迭代公式以及引入柯西变异算子优化传统算法的性能。首先,建立无人机三维作业空间;其次,考虑地面和空中悬浮障碍因素,构建适应度函数,在算法迭代过程中,引入带区间约束的Logistic混沌映射增强粒子初始分布的随机性,并利用改进非线性迭代公式平衡算法的全局搜索能力与局部搜索能力,继而引入柯西变异算子避免算法陷入局部最优;最后,大量实验结果证明,相较于3种典型路径规划算法,改进粒子群算法具有较强的跳出局部最优的能力,且具有较稳定的寻优能力。 展开更多

关键词 粒子群算法 混沌映射 非线性 柯西变异 三维路径规划 无人机

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基于改进双向RRT算法的无人机三维路径规划 被引量：3

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作者 段云涛 毛鹏军 +1 位作者 娄晓恒 牛鑫宇 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2024年第7期13-19,共7页

针对双向RRT算法在三维路径规划过程中存在的搜索效率低、路径冗长,且转折点多等问题,在双向RRT算法的基础上提出了一种改进双向RRT算法。改进双向RRT算法同时从起点和终点进行扩展,引入新的目标偏向采样策略和动态步长策略,使随机树采... 针对双向RRT算法在三维路径规划过程中存在的搜索效率低、路径冗长,且转折点多等问题,在双向RRT算法的基础上提出了一种改进双向RRT算法。改进双向RRT算法同时从起点和终点进行扩展,引入新的目标偏向采样策略和动态步长策略,使随机树采样具有目标导向性,解决原有算法随机性太强的问题;采用节点修剪策略对生成的路径进行优化处理,删除路径中的冗余节点;利用B样条曲线对修剪优化后的路径进行平滑处理。仿真结果表明,改进算法能够在三维环境中生成满足无人机性能约束的平滑路径,可以有效缩短路径长度并提高路径规划速度。 展开更多

关键词 无人机 路径规划 改进双向RRT算法 三维环境 B样条曲线

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基于改进启发函数的A^(*)算法的无人机三维路径规划 被引量：2

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作者 胡明哲 李旭光 +1 位作者 任智颖 曾帅 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期302-307,共6页

为满足无人机在复杂环境下的实时三维路径规划需求,针对传统A^(*)算法在进行三维路径规划时存在的实时性不高、计算量大以及内存消耗严重的问题,对A^(*)算法的启发函数进行优化处理,调整启发函数权重值,将启发函数作为底数进行指数运算... 为满足无人机在复杂环境下的实时三维路径规划需求,针对传统A^(*)算法在进行三维路径规划时存在的实时性不高、计算量大以及内存消耗严重的问题,对A^(*)算法的启发函数进行优化处理,调整启发函数权重值,将启发函数作为底数进行指数运算,从而达到提高搜索效率的目的。仿真实验结果表明:通过调整启发函数的权重因子,使算法用时减少了51.69%,搜索的栅格数量降低了45.5%;通过优化启发函数指数大小,使算法在用时上减少了50.56%,搜索的栅格数量降低了45.5%。从而验证了改进的A^(*)算法相对传统A^(*)算法能减少路径搜索时长并降低路径规划代价,提高路径搜索效率。 展开更多

关键词 三维路径规划 A^(*)算法 启发函数 无人机

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基于多策略改进灰狼算法的多无人机三维路径规划

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作者 许子俍 胡涛 +2 位作者 刘凯越 安乐宁 杨思为 《航空兵器》 CSCD 北大核心 2024年第6期86-93,共8页

多无人机三维路径规划旨在满足约束且规避威胁的基础上给出各个无人机到自身目标合理可行的飞行路径。针对当前元启发式算法在求解多约束、多威胁三维空间路径规划时搜索速度慢、规划路径质量差的问题,提出一种基于多策略改进灰狼优化... 多无人机三维路径规划旨在满足约束且规避威胁的基础上给出各个无人机到自身目标合理可行的飞行路径。针对当前元启发式算法在求解多约束、多威胁三维空间路径规划时搜索速度慢、规划路径质量差的问题,提出一种基于多策略改进灰狼优化算法的路径规划方法。使用数字高程模型完成三维空间环境建模,结合飞行场景建立包含长度、威胁、高度、平滑多因素综合评价函数。通过复合混沌序列和准反向学习策略优化初始种群,基于迭代阶段上层狼对种群收敛的关键影响,使用精英狼凸透镜反射学习策略提升算法规避局部最优解能力。仿真实验表明,多策略改进灰狼优化算法综合评价函数统计结果的最优值、平均值、最差值三项指标相较原算法分别提升了6.1%,5.1%和13.3%,验证了本文方法在多约束、多威胁的三维空间路径规划问题求解时的有效性。 展开更多

关键词 多无人机 三维路径规划 灰狼优化算法 复合混沌序列 准反向学习 精英狼凸透镜反射学习

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基于改进鱼鹰优化算法的无人机三维路径规划

14

作者 刘利平 曹清萌 邓金铭 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2024年第12期110-120,128,共12页

针对传统的智能优化算法应用在无人机三维路径规划上具有收敛速度慢、容易陷入局部最优等问题,提出了一种改进新型鱼鹰优化算法(GOOA)。采用Logistic-Tent混沌映射取代传统算法随机初始化的方式,丰富种群多样性并保证初始解空间分布更... 针对传统的智能优化算法应用在无人机三维路径规划上具有收敛速度慢、容易陷入局部最优等问题,提出了一种改进新型鱼鹰优化算法(GOOA)。采用Logistic-Tent混沌映射取代传统算法随机初始化的方式,丰富种群多样性并保证初始解空间分布更均匀。在鱼鹰个体位置更新的局部开发阶段提出融合黄金正弦策略,增强算法的全局搜索能力;引入高斯变异和优胜劣汰选择策略,并增加自适应惯性权重,提高算法的收敛精度,能够有效避免算法陷入局部最优解。最后,通过标准测试函数实验和复杂地形的无人机三维路径规划仿真实验,将改进后的算法与多种新型优化算法进行对比。实验结果表明,改进后的鱼鹰优化算法有较好的收敛性和更高的寻优精度,且路径转折少,不易陷入局部最优,仿真结果验证改进鱼鹰优化算法在无人机三维路径规划问题中具有更好的求解能力。 展开更多

关键词 无人机 三维路径规划 鱼鹰优化算法 Logistic-Tent混沌映射 黄金正弦策略

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基于多策略改进人工兔优化算法的三维无人机路径规划方法

15

作者 王文涛 叶晨 田军 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3780-3797,共18页

三维无人机路径规划问题旨在满足安全性条件的前提下为无人机规划出一条最佳的飞行路径.本文通过数学建模的方式构建出无人机路径规划的成本函数,从而无人机路径规划问题转化为多约束的优化问题,并使用元启发式算法来求解该问题.针对人... 三维无人机路径规划问题旨在满足安全性条件的前提下为无人机规划出一条最佳的飞行路径.本文通过数学建模的方式构建出无人机路径规划的成本函数,从而无人机路径规划问题转化为多约束的优化问题,并使用元启发式算法来求解该问题.针对人工兔优化算法收敛慢以及易陷入局部最优的缺陷,本文开发了一种基于Levy飞行、自适应柯西变异以及精英群遗传策略改进的人工兔优化算法(Artificial Rabbit Optimization algorithm based on Levy flight,adaptive Cauchy mutation,and elite population Genetic strategy,LCGARO).将LCGARO与6个经典和先进的元启发式算法在29个CEC2017测试函数和6个复杂度不同的三维无人机路径规划地形场景中进行多方面对比实验.对比实验结果证明,在CEC2017测试函数的对比实验中,本文提出的LCGARO算法在22个测试函数中具有更优的寻优精度.在无人机路径规划实验中,LCGARO算法在5个地形场景中能够规划出总成本函数值最小的飞行路径. 展开更多

关键词 三维无人机路径规划 人工兔优化算法 Levy飞行 自适应柯西变异 精英群遗传策略 元启发式算法

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基于无人机三维网络分析的城中村社区低空配送研究

16

作者 张纯 梁凯轩 +2 位作者 陈梦珂 潘天鹭 吴文坤 《西部人居环境学刊》 北大核心 2025年第3期41-48,共8页

无人机在城市空间中广泛应用于地理测绘、空域物流等领域,对提升城市生活品质具有重要意义。研究其三维路径可优化配送效率与应用场景。目前,针对城市复杂地区无人机配送路径与服务区的研究较少。本研究以深圳城中村为例,采用三维网络... 无人机在城市空间中广泛应用于地理测绘、空域物流等领域,对提升城市生活品质具有重要意义。研究其三维路径可优化配送效率与应用场景。目前,针对城市复杂地区无人机配送路径与服务区的研究较少。本研究以深圳城中村为例,采用三维网络分析法,结合无人机倾斜摄影、实景建模及ArcGIS Pro平台网络分析模型,探究低空经济下无人机的三维网络分析与服务分区技术。首先,利用无人机倾斜摄影构建实景三维模型,识别城市形态要素,建立可分析模型。其次,基于城市形态要素生成避让路线,分析最短、最优三维路径。最后,结合社区社会经济属性,确定合理飞行距离与时间,精确评估服务覆盖范围与需求。本研究为无人机路径规划及低空经济发展提供技术支持与借鉴。 展开更多

关键词 无人机 低空经济 三维网络分析 路径规划 城中村

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基于改进哈里斯鹰和B-spline曲线的无人机路径规划研究 被引量：3

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作者 黄志锋 刘媛华 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1509-1524,共16页

针对无人机在动态环境中的全局路径规划问题,提出了一种改进哈里斯鹰优化算法。针对算法后期搜索性能不足等问题,提出自适应混沌和核心种群动态划分策略,提高算法后期的搜索能力;修改哈里斯鹰更新公式,引入黄金正弦策略,提高算法搜索效... 针对无人机在动态环境中的全局路径规划问题,提出了一种改进哈里斯鹰优化算法。针对算法后期搜索性能不足等问题,提出自适应混沌和核心种群动态划分策略,提高算法后期的搜索能力;修改哈里斯鹰更新公式,引入黄金正弦策略,提高算法搜索效率;融合自适应动态云最优解扰动策略,提高算法跳出局部极值的能力;针对三维栅格路径规划问题,设置了一种估值函数,通过计算栅格到达终点的代价,帮助算法进行节点筛选,使算法能搜索到更短路径,并针对路径转角不平滑的问题,使用3次B-spline曲线对路径转角进行处理,使路径更适合无人机飞行。通过国际标准测试函数和在不同大小、不同复杂程度的静态、动态栅格地图进行仿真实验。实验结果显示,本文算法相较于对比算法,规划出的路径平均缩短了14.94%、转角数量平均减少了53.31%。 展开更多

关键词 哈里斯鹰优化算法 三维路径规划 无人机 动态环境 自适应

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基于引力搜索算法的植保无人机三维路径规划方法 被引量：34

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作者 王宇 陈海涛 李海川 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期28-33,21,共7页

为了使植保无人机作业更加精准、高效与节能,研究了一种适用于三维地形的植保无人机路径规划方法。根据农田的规模、形状、高度起伏等地理环境信息,对其进行栅格化处理,建立三维环境模型;在此环境模型条件下,为无人机增加直行与回转机制... 为了使植保无人机作业更加精准、高效与节能,研究了一种适用于三维地形的植保无人机路径规划方法。根据农田的规模、形状、高度起伏等地理环境信息,对其进行栅格化处理,建立三维环境模型;在此环境模型条件下,为无人机增加直行与回转机制,实现全覆盖路径仿真;通过提取仿真计算中每次植保作业飞行距离作为输入变量、非植保作业耗费时间作为输出函数,从而构建寻优模型;对寻优模型引入引力搜索算法,以输出函数最小为目标,对输入变量进行寻优,再通过仿真计算求出优化后的返航点位置。实例结果显示,在二维投影形状与尺寸相同的田地中,二维与三维路径规划方法之间的返航点位置存在偏差,证明了本文方法的必要性;在三维地形算例中,运用本文方法规划后的往返飞行距离总和与非植保作业时间分别为440.2 m与9 min,相比于未规划情况分别减少了90%与54%,相比于简单规划结果分别减少了23%与7%。在实际测试过程中,相比于未规划情况,规划后的路径飞行距离总和与非植保作业时间分别减少了11%和5%,验证了本文方法的合理性与可行性。 展开更多

关键词 植保无人机 引力搜索算法 三维地形 路径规划 栅格法

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一种三维环境中的无人机多路径规划方法 被引量：7

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作者 刘洋 章卫国 +1 位作者 李广文 史静平 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期412-416,共5页

为了解决三维环境中的无人机多路径规划问题,提出了一种基于改进概率地图的多目标蚁群算法。在构建地图时为了增加窄通道中的采样点数量,改进了概率地图法的采样策略,将落在威胁上的采样点移动到自由空间中,可以更好地覆盖规划环境。为... 为了解决三维环境中的无人机多路径规划问题,提出了一种基于改进概率地图的多目标蚁群算法。在构建地图时为了增加窄通道中的采样点数量,改进了概率地图法的采样策略,将落在威胁上的采样点移动到自由空间中,可以更好地覆盖规划环境。为了使蚁群算法可以得到多个解,提出了一种多目标蚁群算法。通过引入Pareto解集,播撒不同种类的信息素,使蚁群算法可以同时优化路径长度和威胁大小2个目标,并能得到一组非支配解,有利于决策者选择合适的路径。仿真结果表明,改进的概率地图法可以更好地覆盖规划环境,多目标蚁群算法可以得到一组解,并能收敛到最终解集。 展开更多

关键词 无人机 路径规划 概率地图 多目标蚁群算法 三维环境

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基于射频识别库存管理的无人机三维路径规划 被引量：9

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作者 鲁建厦 赵林斌 汤洪涛 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期3129-3135,共7页

为了提高无人机搭载读写器的盘点效率,规避无人机无效的盘点飞行,减少盘点飞行路径,提出一种基于射频识别库存管理的无人机三维路径规划方法。首先在三维空间搭建一个飞行网络模型,并建立相应的坐标系;然后通过搭建危险壁障的适应度函... 为了提高无人机搭载读写器的盘点效率,规避无人机无效的盘点飞行,减少盘点飞行路径,提出一种基于射频识别库存管理的无人机三维路径规划方法。首先在三维空间搭建一个飞行网络模型,并建立相应的坐标系;然后通过搭建危险壁障的适应度函数、射频识别读写器识别的适应度函数和路径最小适应度函数来构造目标函数,确保无人机能够在采集到每个在制品库存信息的前提下求得目标函数的最小值。采用基于二次差分进化的混合蝙蝠算法对目标函数进行求解,获得全局最优的飞行路径。通过仿真验证了该方法全局搜索能力较好,鲁棒性强。 展开更多

关键词 无人机 射频识别 信息采集 三维路径规划 二次差分进化 混合蝙蝠算法

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