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基于多视图几何的飞行器飞行走廊冲突检测方法
1
作者
徐同乐
王兆辰
+3 位作者
刘方
肖玉杰
何翼
斗计华
《兵工学报》
北大核心
2025年第5期153-162,共10页
飞行器的航路冲突检测是避免因航路冲突导致飞行器碰撞的有效手段和关键能力。将三维碰撞检测用于飞行冲突判断,提出一种基于多视图几何的飞行器飞行走廊冲突检测方法。通过广播自动相关监视(Automatic Dependent Surveillance-Broadcas...
飞行器的航路冲突检测是避免因航路冲突导致飞行器碰撞的有效手段和关键能力。将三维碰撞检测用于飞行冲突判断,提出一种基于多视图几何的飞行器飞行走廊冲突检测方法。通过广播自动相关监视(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast, ADS-B)系统获取航路信息,设计构建飞行器飞行走廊模型;基于可能发生冲突区域的局部态势三视图中图形几何关系进行飞行冲突检测。仿真验证结果表明:新方法可以直观、准确地判断飞行器飞行走廊冲突情况,相较于传统的网格化离散采样法在解算冲突情况下效率提升66.35%,在解算不冲突情况下效率提升98.17%,整体效率提升84.38%。
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关键词
飞行
器
多视图几何
计算机视觉
飞行走廊
正交投影
冲突检测
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职称材料
RBCC飞行器上升段飞行走廊规划方法
被引量:
6
2
作者
陈婷婷
孙春贞
《兵工自动化》
2019年第12期50-53,共4页
为解决火箭基组合动力飞行器上升段飞行过程中飞行走廊规划的问题,提出一种基于马赫数-高度参考曲线的走廊规划方法。针对飞行器的飞行任务及飞行过程中的多约束问题,建立基于二分法求解迎角实现走廊规划的算法流程,选择马赫数-高度曲...
为解决火箭基组合动力飞行器上升段飞行过程中飞行走廊规划的问题,提出一种基于马赫数-高度参考曲线的走廊规划方法。针对飞行器的飞行任务及飞行过程中的多约束问题,建立基于二分法求解迎角实现走廊规划的算法流程,选择马赫数-高度曲线作为走廊剖面,依据二分法求解迎角最大值最小值的思路,对马赫数和迎角二分求解,并对规划方法进行了仿真分析。仿真结果表明,该方法能够在满足各种约束的情况下求解出合理的走廊剖面。
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关键词
组合动力
飞行
器
上升段
飞行走廊
规划
二分法
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职称材料
基于安全飞行走廊的无人机密集障碍规避算法
被引量:
3
3
作者
范力元
张浩哲
+4 位作者
徐钊
吕明伟
胡劲文
赵春晖
刘晓斌
《西北工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期1288-1296,共9页
针对固定翼无人机在复杂密集多障碍物环境中的自主避障问题,提出了一种基于安全飞行走廊的固定翼无人机路径规划算法。密集障碍规避的难点在于障碍绕行与穿行的选择:绕行虽然更安全,但飞行成本更大;穿行虽然飞行成本更低,但安全威胁较高...
针对固定翼无人机在复杂密集多障碍物环境中的自主避障问题,提出了一种基于安全飞行走廊的固定翼无人机路径规划算法。密集障碍规避的难点在于障碍绕行与穿行的选择:绕行虽然更安全,但飞行成本更大;穿行虽然飞行成本更低,但安全威胁较高,如何快速求解最优路径是其中的核心问题。创新性地根据固定翼无人机的机动特性与Dubins曲线定义了安全飞行走廊,综合考虑无人机飞行安全与飞行成本,构建了障碍威胁评价函数;针对障碍物密集造成的计算复杂问题,提出了基于障碍物密度的障碍聚类算法,并通过蒙特卡洛采样法实现了高动态环境下的非线性评价函数快速近似求解;通过仿真验证了所提算法对于解决固定翼无人机密集障碍规避的有效性。
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关键词
固定翼无人机
Dubins曲线
飞行走廊
蒙特卡洛采样法
障碍规避
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职称材料
安全走廊约束的无人机轨迹序列凸优化方法
4
作者
王祝
张振鹏
+1 位作者
张梦通
徐广通
《系统仿真学报》
北大核心
2025年第1期134-144,共11页
针对无人机时间最优轨迹规划的序列凸优化方法存在初值敏感与收敛能力弱等不足,提出了一种基于安全飞行走廊约束的序列凸优化方法(safe flight corridor-sequential convex programming,SFC-SCP)。通过前端路径规划获得避障路径,用以构...
针对无人机时间最优轨迹规划的序列凸优化方法存在初值敏感与收敛能力弱等不足,提出了一种基于安全飞行走廊约束的序列凸优化方法(safe flight corridor-sequential convex programming,SFC-SCP)。通过前端路径规划获得避障路径,用以构建安全飞行走廊,即为每个轨迹点构建一个不含障碍的凸多边形安全区域,将非凸避障约束转换为线性不等式约束,以提高规划收敛能力。后端使用序列凸优化方法将安全走廊约束下的非线性轨迹优化问题转换为一系列凸规划子问题进行逐次求解,降低问题的复杂度。其中,轨迹优化的初始解基于前端规划的避障路径构建,以缓解局部优化算法的初值敏感问题。仿真对比结果表明SFC-SCP算法在规划成功率、计算时效性和飞行时间最优性等方面相比于SCP有较大提升。
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关键词
四旋翼
轨迹规划
安全
飞行走廊
序列凸优化
时间最优轨迹
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职称材料
题名
基于多视图几何的飞行器飞行走廊冲突检测方法
1
作者
徐同乐
王兆辰
刘方
肖玉杰
何翼
斗计华
机构
海军工程大学
海军研究院
大连舰艇学院
出处
《兵工学报》
北大核心
2025年第5期153-162,共10页
文摘
飞行器的航路冲突检测是避免因航路冲突导致飞行器碰撞的有效手段和关键能力。将三维碰撞检测用于飞行冲突判断,提出一种基于多视图几何的飞行器飞行走廊冲突检测方法。通过广播自动相关监视(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast, ADS-B)系统获取航路信息,设计构建飞行器飞行走廊模型;基于可能发生冲突区域的局部态势三视图中图形几何关系进行飞行冲突检测。仿真验证结果表明:新方法可以直观、准确地判断飞行器飞行走廊冲突情况,相较于传统的网格化离散采样法在解算冲突情况下效率提升66.35%,在解算不冲突情况下效率提升98.17%,整体效率提升84.38%。
关键词
飞行
器
多视图几何
计算机视觉
飞行走廊
正交投影
冲突检测
Keywords
aircraft
multi-view geometry
computer vision
flight corridor
orthogonal projection
conflict detection
分类号
V249.1 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
RBCC飞行器上升段飞行走廊规划方法
被引量:
6
2
作者
陈婷婷
孙春贞
机构
南京航空航天大学
出处
《兵工自动化》
2019年第12期50-53,共4页
基金
中央高校基本科研业务费专项资金(NS2015038)
文摘
为解决火箭基组合动力飞行器上升段飞行过程中飞行走廊规划的问题,提出一种基于马赫数-高度参考曲线的走廊规划方法。针对飞行器的飞行任务及飞行过程中的多约束问题,建立基于二分法求解迎角实现走廊规划的算法流程,选择马赫数-高度曲线作为走廊剖面,依据二分法求解迎角最大值最小值的思路,对马赫数和迎角二分求解,并对规划方法进行了仿真分析。仿真结果表明,该方法能够在满足各种约束的情况下求解出合理的走廊剖面。
关键词
组合动力
飞行
器
上升段
飞行走廊
规划
二分法
Keywords
rocket based combined cycle
ascent
flight corridor planning
dichotomy
分类号
TJ711.0 [兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
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职称材料
题名
基于安全飞行走廊的无人机密集障碍规避算法
被引量:
3
3
作者
范力元
张浩哲
徐钊
吕明伟
胡劲文
赵春晖
刘晓斌
机构
西北工业大学自动化学院
西北工业大学电子信息学院
沈阳飞机设计研究所
西安现代控制技术研究所
出处
《西北工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期1288-1296,共9页
基金
陕西省重点研发计划(2020ZDLGY06-02)
航空科学基金(2019ZA053008,20185553034)资助。
文摘
针对固定翼无人机在复杂密集多障碍物环境中的自主避障问题,提出了一种基于安全飞行走廊的固定翼无人机路径规划算法。密集障碍规避的难点在于障碍绕行与穿行的选择:绕行虽然更安全,但飞行成本更大;穿行虽然飞行成本更低,但安全威胁较高,如何快速求解最优路径是其中的核心问题。创新性地根据固定翼无人机的机动特性与Dubins曲线定义了安全飞行走廊,综合考虑无人机飞行安全与飞行成本,构建了障碍威胁评价函数;针对障碍物密集造成的计算复杂问题,提出了基于障碍物密度的障碍聚类算法,并通过蒙特卡洛采样法实现了高动态环境下的非线性评价函数快速近似求解;通过仿真验证了所提算法对于解决固定翼无人机密集障碍规避的有效性。
关键词
固定翼无人机
Dubins曲线
飞行走廊
蒙特卡洛采样法
障碍规避
Keywords
fixed-wing UAV
Dubins curves
flight corridor
Monte Carlo sampling method
obstacle avoidance
分类号
V279.3 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
安全走廊约束的无人机轨迹序列凸优化方法
4
作者
王祝
张振鹏
张梦通
徐广通
机构
华北电力大学(保定)自动化系
浙江大学湖州研究院
出处
《系统仿真学报》
北大核心
2025年第1期134-144,共11页
基金
国家自然科学基金(61903033,62203256)
中央高校基本科研业务费专项资金(2020MS116)。
文摘
针对无人机时间最优轨迹规划的序列凸优化方法存在初值敏感与收敛能力弱等不足,提出了一种基于安全飞行走廊约束的序列凸优化方法(safe flight corridor-sequential convex programming,SFC-SCP)。通过前端路径规划获得避障路径,用以构建安全飞行走廊,即为每个轨迹点构建一个不含障碍的凸多边形安全区域,将非凸避障约束转换为线性不等式约束,以提高规划收敛能力。后端使用序列凸优化方法将安全走廊约束下的非线性轨迹优化问题转换为一系列凸规划子问题进行逐次求解,降低问题的复杂度。其中,轨迹优化的初始解基于前端规划的避障路径构建,以缓解局部优化算法的初值敏感问题。仿真对比结果表明SFC-SCP算法在规划成功率、计算时效性和飞行时间最优性等方面相比于SCP有较大提升。
关键词
四旋翼
轨迹规划
安全
飞行走廊
序列凸优化
时间最优轨迹
Keywords
quadrotor
trajectory planning
safe flight corridor(SFC)
sequential convex programming(SCP)
time optimal trajectory
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
V279 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于多视图几何的飞行器飞行走廊冲突检测方法
徐同乐
王兆辰
刘方
肖玉杰
何翼
斗计华
《兵工学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
RBCC飞行器上升段飞行走廊规划方法
陈婷婷
孙春贞
《兵工自动化》
2019
6
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于安全飞行走廊的无人机密集障碍规避算法
范力元
张浩哲
徐钊
吕明伟
胡劲文
赵春晖
刘晓斌
《西北工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
4
安全走廊约束的无人机轨迹序列凸优化方法
王祝
张振鹏
张梦通
徐广通
《系统仿真学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
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