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多无人机协同编队飞行控制研究现状及发展 被引量：139
1
作者 宗群 王丹丹 +2 位作者 邵士凯 张博渊 韩宇 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期1-14,共14页
无人机在军事和民用应用上越来越广泛,为使无人机能够更好地发挥作用,需要采用多无人机编队飞行控制来实现协同侦察、作战、防御及喷洒农药等任务.多无人机协同编队控制技术主要包括信息感知技术、数据融合技术、任务分配技术、航迹规... 无人机在军事和民用应用上越来越广泛,为使无人机能够更好地发挥作用,需要采用多无人机编队飞行控制来实现协同侦察、作战、防御及喷洒农药等任务.多无人机协同编队控制技术主要包括信息感知技术、数据融合技术、任务分配技术、航迹规划技术、编队控制技术、通信组网技术和虚拟/实物验证实验平台技术等.首先对国内外多无人机编队相关技术的现状和进展进行综述,然后重点对多无人机编队控制方法进行分析,并对队形设计、队形调整和队形重构等问题进行归纳总结,最后对多无人机协同编队所面临的机遇和挑战进行了展望.结果表明:目前多无人机编队飞行理论方面取得了丰硕成果,但是实物飞行试验仅能实现简单通信环境下的协同编队飞行,任务分配和航迹规划实时性不高,控制方法应对突发情况鲁棒性低,多机多传感器协同感知能力不足,欠缺对实体的仿真实现,未来的研究方向应是突破上述关键技术的不足,开展复杂感知约束和复杂通信环境下的多无人机协同编队飞行研究,提出更加有效的控制方法,并进行多无人机实物编队飞行试验,使无人机能够更好地完成既定任务. 展开更多
关键词 多无人机 协同编队飞行 任务分配 航迹规划 编队控制 感知与融合 虚拟平台/实物平台
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军用飞行器航迹规划综述 被引量：109
2
作者 闵昌万 袁建平 《飞行力学》 CSCD 北大核心 1998年第4期14-19,共6页
介绍了军用飞行器航迹规划的基本概念、航迹规划与任务规划的关系、国内外研究现状、存在的问题。论述了航迹规划的基本要求，如导航要求、突防要求、飞行器性能要求及战略和战术要求。最后分析了航迹规划需要解决的威胁建模、航迹规划... 介绍了军用飞行器航迹规划的基本概念、航迹规划与任务规划的关系、国内外研究现状、存在的问题。论述了航迹规划的基本要求，如导航要求、突防要求、飞行器性能要求及战略和战术要求。最后分析了航迹规划需要解决的威胁建模、航迹规划算法和轨迹跟踪控制等关键技术。 展开更多
关键词 航迹规划 任务规划 轨迹跟踪控制 飞行器
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无人机航迹规划算法的初步研究 被引量：103
3
作者 唐强 张翔伦 左玲 《航空计算技术》 2003年第1期125-128,132,共5页
航迹规划算法是无人机的关键技术之一,本文初步综述了近年来国内外在该领域的主要研究成果。首先给出了航迹规划的描述和涉及的关键问题,然后着重介绍了几种较为常用的规划算法,如A-Star算法、遗传算法、神经网络、Voronoi图、PRM(Proba... 航迹规划算法是无人机的关键技术之一,本文初步综述了近年来国内外在该领域的主要研究成果。首先给出了航迹规划的描述和涉及的关键问题,然后着重介绍了几种较为常用的规划算法,如A-Star算法、遗传算法、神经网络、Voronoi图、PRM(ProbabilisticRoadmap)、RRTs(RapidlyExploringRandomTrees)、人工势场法、基于案例的算法等,最后讨论了航迹规划算法存在的问题和面临的挑战,指出飞行中实时重规划的研究是航迹规划未来主要的发展方向。 展开更多
关键词 航迹规划 算法 重规划 无人驾驶飞机
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飞行器航迹规划研究现状与趋势 被引量：94
4
作者 郑昌文 严平 +1 位作者 丁明跃 苏康 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1441-1446,共6页
介绍了飞行器航迹规划的特点,从安全性、航迹约束、飞行器的协作性以及规划时间等方面分析了飞行器航迹规划的基本需求;对当前国内外航迹规划研究现状进行了阐述,从规划环境表示、约束条件处理、航迹的隐蔽性、算法的实时性、可替换航... 介绍了飞行器航迹规划的特点,从安全性、航迹约束、飞行器的协作性以及规划时间等方面分析了飞行器航迹规划的基本需求;对当前国内外航迹规划研究现状进行了阐述,从规划环境表示、约束条件处理、航迹的隐蔽性、算法的实时性、可替换航迹、多飞行器协调规划等方面指出了现有规划方法需要解决的问题;指明了飞行器航迹规划进一步的研究方向。 展开更多
关键词 飞行器 航迹规划 隐蔽性 实时性 多飞行器协调规划
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基于改进A-Star算法的无人机航迹规划算法研究 被引量：85
5
作者 李季 孙秀霞 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期788-792,共5页
针对传统A-Star算法在无人机航迹规划问题应用中的局限性,提出了一种结合飞行器简化运动学方程的改进A-Star算法,并将该算法应用于解决无人机在未知危险环境中的威胁规避问题;研究了综合考虑各路径代价影响因素情形下的航迹规划方法。... 针对传统A-Star算法在无人机航迹规划问题应用中的局限性,提出了一种结合飞行器简化运动学方程的改进A-Star算法,并将该算法应用于解决无人机在未知危险环境中的威胁规避问题;研究了综合考虑各路径代价影响因素情形下的航迹规划方法。最后对无人机参考航迹规划的数字仿真证明了改进算法的有效性。 展开更多
关键词 运筹学 无人机 航迹规划 威胁规避 A-STAR算法 路径代价
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基于混沌麻雀搜索算法的无人机航迹规划方法 被引量：85
6
作者 汤安迪 韩统 +1 位作者 徐登武 谢磊 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2021年第7期2128-2136,共9页
针对无人机(UAV)航迹规划求解计算量大、难收敛等问题,提出了一种基于混沌麻雀搜索算法(CSSA)的航迹规划方法。首先,建立二维任务空间模型与航迹代价模型,将航迹规划问题转化为多维函数优化问题;其次,采用立方映射初始化种群,并使用反... 针对无人机(UAV)航迹规划求解计算量大、难收敛等问题,提出了一种基于混沌麻雀搜索算法(CSSA)的航迹规划方法。首先,建立二维任务空间模型与航迹代价模型,将航迹规划问题转化为多维函数优化问题;其次,采用立方映射初始化种群,并使用反向学习策略(OBL)引入精英粒子,增强种群多样性,扩大搜索区域范围;然后,引入正弦余弦算法(SCA),并采用线性递减策略平衡算法的开发与探索能力,当算法陷入停滞时,采用高斯游走策略帮助算法跳出局部最优;最后,将提出的改进算法在15个基准测试函数中进行性能验证,并应用于航迹规划问题求解。仿真结果表明,CSSA的寻优性能优于粒子群优化(PSO)算法、天牛群优化(BSO)算法、鲸鱼优化算法(WOA)、灰狼优化(GWO)算法和麻雀搜索算法(SSA),并且能够快速地得到一条代价最优、满足约束的安全可行航迹,验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 优化算法 麻雀搜索算法 混沌算子 反向学习 航迹规划
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一种三维航迹快速搜索方法 被引量：61
7
作者 李春华 郑昌文 +3 位作者 周成平 丁明跃 袁鸿翼 金惠香 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期13-17,共5页
本文提出了基于 SAS的自动三维航迹规划方法。该方法通过把约束条件结合到搜索算法中去 ,有效地减小了搜索空间 ,缩短了搜索时间 ,从而使三维规划能够用于实时航迹规划。在搜索过程中地形信息得到了充分利用 ,使算法生成的航迹能够自动... 本文提出了基于 SAS的自动三维航迹规划方法。该方法通过把约束条件结合到搜索算法中去 ,有效地减小了搜索空间 ,缩短了搜索时间 ,从而使三维规划能够用于实时航迹规划。在搜索过程中地形信息得到了充分利用 ,使算法生成的航迹能够自动回避地形和威胁。实验证明 ,该方法能够快速有效地完成规划任务 。 展开更多
关键词 稀疏搜索 地形回避 航迹规划 三维航迹 无人飞行器
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飞行器航迹规划算法综述 被引量：62
8
作者 杜萍 杨春 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2005年第2期10-14,共5页
首先给出了飞行器航迹规划的概念和问题描述,对航迹规划算法中的轨迹优化、路径规划和基于类比的航迹规划进行了分类介绍,其次对多飞行器编队航迹规划的两种控制方式进行了简单说明,最后指出了航迹规划中需要进一步研究的问题。
关键词 飞行器 航迹规划 轨迹优化
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基于VORONOI图的无人机航迹规划 被引量：50
9
作者 赵文婷 彭俊毅 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第z2期159-162,165,共5页
无人机的航迹规划对发挥无人机的自主飞行和执行任务中起着至关重要的作用。在分析VORONOI图的性质基础上,以无人机仿真环境中作战想定与任务规划成员为背景研究基于VORONOI图的航迹规划技术。重点讨论了如何根据威胁分布的VORONOI图建... 无人机的航迹规划对发挥无人机的自主飞行和执行任务中起着至关重要的作用。在分析VORONOI图的性质基础上,以无人机仿真环境中作战想定与任务规划成员为背景研究基于VORONOI图的航迹规划技术。重点讨论了如何根据威胁分布的VORONOI图建模,计算航路代价,航迹搜索和航迹优化。最后总结了算法的优缺点,提出算法的改进新方法。 展开更多
关键词 无人机 VORONOI图 航迹规划 航路代价
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一种利用改进A*算法的无人机航迹规划 被引量：55
10
作者 占伟伟 王伟 +1 位作者 陈能成 王超 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期315-320,共6页
提出了一种改进的A*算法解决大范围三维战场环境的无人机航迹规划问题。针对低空突防中无人机需满足生存率高、耗油量小等要求,算法综合考虑了航线高度、被探测概率、航线长度等权重因子,在该目标空间中搜索一条两个航路点之间的最优航... 提出了一种改进的A*算法解决大范围三维战场环境的无人机航迹规划问题。针对低空突防中无人机需满足生存率高、耗油量小等要求,算法综合考虑了航线高度、被探测概率、航线长度等权重因子,在该目标空间中搜索一条两个航路点之间的最优航线。同时为了满足UAV安全高度、升降率、转弯半径等性能约束,提出了一系列航线优化算法,得到最终的可飞航线。 展开更多
关键词 三维 无人机 航迹规划 A＊算法 航迹优化
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无人飞行器航迹规划方法综述 被引量：55
11
作者 王维平 刘娟 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2010年第2期6-10,15,共6页
首先从不同角度给出航迹规划的两种定义,把航迹规划问题拆分为规划空间、航迹表示、约束条件、目标函数、规划算法五个子问题,提出了适用于各类无人飞行器航迹规划问题分析求解的过程模型。对规划空间构造方法、目标函数、规划算法进行... 首先从不同角度给出航迹规划的两种定义,把航迹规划问题拆分为规划空间、航迹表示、约束条件、目标函数、规划算法五个子问题,提出了适用于各类无人飞行器航迹规划问题分析求解的过程模型。对规划空间构造方法、目标函数、规划算法进行分类比较,并给出每种方法的优、缺点及适用范围,辅助规划人员针对具体需求快速明确规划思路并选择算法。最后指出了航迹规划未来面临的新问题、新挑战。 展开更多
关键词 飞行器 航迹规划 规划空间 目标函数
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无人机编队飞行问题初探 被引量：44
12
作者 朱战霞 袁建平 《飞行力学》 CSCD 2003年第2期5-7,12,共4页
回顾了国内外无人机的发展历史和近年来的发展趋势 ,简要介绍了无人机在军事、国民经济和科学技术方面的作用。分析了单架无人机执行任务时面临的问题和编队飞行的优势 ,介绍了国内外在无人机编队飞行方面的研究状况 。
关键词 编队飞行 无人驾驶飞机 队形设计 航迹规划 编队控制
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水上无人系统研究进展及其面临的挑战 被引量：53
13
作者 张卫东 刘笑成 韩鹏 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期847-857,共11页
水上无人系统主要包括无人艇和无人机,是未来执行水上救援、搜救和监测等任务的主要手段.本文综述了近年来国内外在水上无人系统方面的最新研究进展,包括企业界和学术界在无人艇和无人机方面的探索和实践,介绍了水上无人系统研究在环境... 水上无人系统主要包括无人艇和无人机,是未来执行水上救援、搜救和监测等任务的主要手段.本文综述了近年来国内外在水上无人系统方面的最新研究进展,包括企业界和学术界在无人艇和无人机方面的探索和实践,介绍了水上无人系统研究在环境感知、航迹规划、避障和同质/异质自主体编队协同和海上弱小目标识别方面的研究成果,分析讨论了不同方向的研究特点和面临的挑战. 展开更多
关键词 无人艇 无人机 环境感知 航迹规划 编队协同
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基于稀疏A*搜索和改进人工势场的无人机动态航迹规划 被引量：50
14
作者 姚远 周兴社 +1 位作者 张凯龙 董冬 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期953-959,共7页
针对不同属性的障碍物所构成的威胁分布模型,本文提出了一种基于稀疏A*搜索算法预规划和改进人工势场相结合的无人机动态避障算法.该算法首先对威胁分布建立栅格化模型;然后根据静态威胁,基于稀疏A*搜索算法进行全局航迹规划;最后结合... 针对不同属性的障碍物所构成的威胁分布模型,本文提出了一种基于稀疏A*搜索算法预规划和改进人工势场相结合的无人机动态避障算法.该算法首先对威胁分布建立栅格化模型;然后根据静态威胁,基于稀疏A*搜索算法进行全局航迹规划;最后结合预规划路径和动态威胁分布,利用改进人工势场法完成无人机的动态避障.仿真结果表明,该方法能够规划出给定威胁指标下的全局最优路径并达到良好的动态规避性能. 展开更多
关键词 稀疏A＊搜索 航迹规划 人工势场 动态避障
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多架次作业植保无人机最小能耗航迹规划算法研究 被引量：48
15
作者 徐博 陈立平 +1 位作者 谭彧 徐旻 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期36-42,共7页
利用栅格法对工作区域进行划分,快速得到往复遍历式植保无人机的作业路径,在以作业架次数最少为约束条件的情况下,研究了一种多架次返航路线规划算法,合理地分配了各架次的喷药量和返航点,使无人机的工作总能耗最小,降低了无人机在非作... 利用栅格法对工作区域进行划分,快速得到往复遍历式植保无人机的作业路径,在以作业架次数最少为约束条件的情况下,研究了一种多架次返航路线规划算法,合理地分配了各架次的喷药量和返航点,使无人机的工作总能耗最小,降低了无人机在非作业情况下无效消耗能量,提高了作业效率。仿真结果表明,在同等作业条件下,在一块210 m×200 m的矩形作业区域,采用本算法进行航迹规划,相比于仅以药液耗尽为返航依据的航迹规划,能耗节省率达到了12.89%,而且作业面积越大,能量节省效果越明显,通过田间对比试验,进一步证明了算法的可行性。 展开更多
关键词 植保无人机 航迹规划 自主飞行 栅格法 多架次作业
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无人机航迹规划常用算法综述 被引量：48
16
作者 王琼 刘美万 +1 位作者 任伟建 王天任 《吉林大学学报（信息科学版）》 CAS 2019年第1期58-67,共10页
为促进航迹规划技术的发展,对航迹规划常用算法进行综述。首先对航迹规划的规划思想和构成进行分析;其次将航迹规划算法分为传统经典算法和现代智能算法两大类,对其中几种常用算法进行分析总结;最后阐述现代智能算法在航迹规划应用中的... 为促进航迹规划技术的发展,对航迹规划常用算法进行综述。首先对航迹规划的规划思想和构成进行分析;其次将航迹规划算法分为传统经典算法和现代智能算法两大类,对其中几种常用算法进行分析总结;最后阐述现代智能算法在航迹规划应用中的改进、多重算法的融合改进以及多无人机四维航迹规划算法研究3个研究热点及未来发展趋势。 展开更多
关键词 无人机 航迹规划 综述 传统经典算法 现代智能算法
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基于无人机航向的不规则区域作业航线规划算法与验证 被引量：47
17
作者 徐博 陈立平 +1 位作者 谭彧 徐旻 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第23期173-178,共6页
为尽可能地减少飞行总距离和多余覆盖面积,节省无人机的能耗和药液消耗,研究了一种基于作业方向的不规则区域作业航线规划算法。该算法根据指定的作业方向,可快速规划出较优的作业航线,也可在未指定作业方向的情况下,给出某一推荐的作... 为尽可能地减少飞行总距离和多余覆盖面积,节省无人机的能耗和药液消耗,研究了一种基于作业方向的不规则区域作业航线规划算法。该算法根据指定的作业方向,可快速规划出较优的作业航线,也可在未指定作业方向的情况下,给出某一推荐的作业方向与航线,使整个作业过程能耗和药耗最优。仿真结果表明,在一块面积为983.125 m2的不规则凸五边形作业区域内,采用该算法进行航线规划,无人机作业的多余覆盖率最低可达到11.5%,而且作业面积越大,优化效果越明显,在同样的地块进行田间试验,得到最低多余覆盖率为2.8%,证明了该算法的可行性。该研究可为自主作业无人机的航线规划算法提供参考。 展开更多
关键词 机械化 算法 无人机 航迹规划 自主飞行 农业航空 作业航向角
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基于稀疏A＊算法的三维航迹并行规划算法 被引量：38
18
作者 周成平 陈前洋 秦筱楲 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期42-45,共4页
提出三维稀疏A*算法的规划时间组成,并分析该算法的时间复杂度和并行性,随后给出并行任务划分的不同策略.判断OPEN表中是否存在与新节点相同节点的准则修改为:只比较OPEN表中代价比新节点代价小的节点,新准则可以有效地减少对共享式OPEN... 提出三维稀疏A*算法的规划时间组成,并分析该算法的时间复杂度和并行性,随后给出并行任务划分的不同策略.判断OPEN表中是否存在与新节点相同节点的准则修改为:只比较OPEN表中代价比新节点代价小的节点,新准则可以有效地减少对共享式OPEN,CLOSED表的瓶颈效应.提出的三维航迹并行规划算法在并行机群环境中实现,实验结果表明时间效果改善明显. 展开更多
关键词 稀疏A＊算法 航迹规划 并行算法
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无人机任务分配与航迹规划协同控制方法 被引量：41
19
作者 孙小雷 齐乃明 +1 位作者 董程 姚蔚然 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2015年第12期2772-2776,共5页
针对无人机协同控制问题,提出一种多无人机任务分配与航迹规划的整体控制架构。将威胁和障碍区域考虑为合理的多边形模型,使用改进的A*算法规划出两个航迹点之间的最短路径。并利用该路径航程作为任务分配过程全局目标函数的输入,采用... 针对无人机协同控制问题,提出一种多无人机任务分配与航迹规划的整体控制架构。将威胁和障碍区域考虑为合理的多边形模型,使用改进的A*算法规划出两个航迹点之间的最短路径。并利用该路径航程作为任务分配过程全局目标函数的输入,采用与协同系统相匹配的粒子结构进行改进粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)任务分配迭代寻优。根据分配结果并考虑无人机性能约束,基于B-spline法平滑路径组合,生成飞行航迹。仿真结果表明,算法在保证计算速度和收敛性能的同时,能够产生合理的任务分配结果和无人机的可飞行航迹。 展开更多
关键词 无人机 任务分配 航迹规划 改进A^＊算法 改进粒子群优化
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基于云雾边异构协同的无人机智慧巡检系统 被引量：39
20
作者 黄郑 王永强 +2 位作者 王红星 高超 柏仓 《中国电力》 CSCD 北大核心 2020年第4期161-168,共8页
针对现有输电线路无人机巡检系统数据处理平台计算能力较低、整合程度不高的问题,提出一种基于云雾边异构协同计算的新型无人机巡检系统。详细介绍系统架构、网络架构以及作业流程,同时将先进人工智能技术与无人机巡检具体功能有机融合... 针对现有输电线路无人机巡检系统数据处理平台计算能力较低、整合程度不高的问题,提出一种基于云雾边异构协同计算的新型无人机巡检系统。详细介绍系统架构、网络架构以及作业流程,同时将先进人工智能技术与无人机巡检具体功能有机融合,以航迹自主规划、多机多任务协同以及缺陷智能识别3种主要功能为例,给出基于人工智能技术的无人机巡检整体解决方案,全面提高无人机智能化水平与自主运行能力,提升输电线路巡检效率与质量,降低运维成本。 展开更多
关键词 云雾边异构协同 无人机 智能巡检 航迹规划 缺陷智能识别
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