收藏本站
《江汉大学》 2018年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于多无人机协同的应急救援航迹规划研究

章光旭  
【摘要】:近年来灾害频发,对人的生命和财产造成重大损失。而灾害发生后的应急救援往往由于灾情信息获取的困难,而难以准确快速的展开救援,导致灾害破坏性进一步加大。根据无人机的众多特性,可考虑用于应急救援任务中侦查灾情指导救援。如何快速的完成侦查救援任务,以及在已有的多台数量的无人机状况下协同进行,需要对多无人机的航迹进行规划。真实场景下如地震发生时,有某些地方报告指出存在生命源信号的可能,这些优先级较高的已知目标点需要优先完成遍历侦查;而其他地方虽没有报告指出生命信号,但需要执行覆盖式的侦查搜救任务来探查生命源。同样,对灾害源的侦查亦是如此。结合实际生活场景的需要,本文正是分别考虑了在已知目标点优先侦查和未知目标点区域覆盖的两种情况下的航迹规划问题,分别进行了分析、建模、算法改进以及仿真实验的过程。根据无人机的模型、多无人机的协同自组织系统、航迹规划目标,进行基本建模,通过比较一些智能算法的特性,如蚁群算法、遗传算法、神经网络算法、模拟退火算法、Voronoi图算法等,结合本文研究目标的分析,最终选用蚁群算法进行计算,并改进了信息素更新过程使更符合本文研究场景。将第一种情况转化为求解哈密顿路径问题,需要对所有已知目标完成遍历侦查,目标起点与目标终点无需重合,这与TSP(旅行商问题)相似从而结合分析,从求取哈密顿回路过渡到多条哈密顿路径,提出了虚拟节点方式和影子蚂蚁方式,使用Lingo和Matlab软件分别进行计算验证,并在不同数量的无人机情境下进行仿真实验,得到了预期效果。在第二种情况针对区域覆盖目标围绕对无人机协同完成任务进行了方案设计和算法研究,提出无人机性能指数划分区域的策略,先进行区域划分以最少的转弯次数即最短的飞行宽度作为切割区域依据,再进行子区域内扫描线式覆盖,最终在具体案例上使用实现了快速协同完成侦查目标区域的任务。
【学位授予单位】:江汉大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:V279;V249

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 苏菲;彭辉;沈林成;;基于协进化多子群蚁群算法的多无人作战飞机协同航迹规划研究[J];兵工学报;2009年11期
2 孟祥恒;王社伟;陶军;;基于改进蚁群算法的多无人机航路规划研究[J];计算机仿真;2008年11期
3 赵明元;周军;;基于A*算法的四维实时航迹规划算法[J];火力与指挥控制;2008年08期
4 田菁;陈岩;沈林成;;不确定环境中多无人机协同搜索算法[J];电子与信息学报;2007年10期
5 赵文婷;彭俊毅;;基于VORONOI图的无人机航迹规划[J];系统仿真学报;2006年S2期
6 霍霄华;陈岩;朱华勇;沈林成;;多UCAV协同控制中的任务分配模型及算法[J];国防科技大学学报;2006年03期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 林林;基于协同机制的多无人机任务规划研究[D];北京邮电大学;2013年
2 胡中华;基于智能优化算法的无人机航迹规划若干关键技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 彭文敏;胡书;张莉;谭周田;;基于粒子群算法的无人机航迹规划问题[J];北京电子科技学院学报;2009年04期
2 陈长林;孙迈;宋顺达;;基于Voronoi图的突防航线动态规划[J];指挥控制与仿真;2009年05期
3 施蓉花;吴庆宪;姜长生;;无人机协同攻击的混合粒子群算法[J];火力与指挥控制;2009年09期
4 胡中华;赵敏;;无人机任务规划系统研究及发展[J];航天电子对抗;2009年04期
5 胡杰;余文波;黄长强;黄宏伟;;基于多平台实现的UCAV攻击编队自主协作系统设计[J];电光与控制;2009年08期
6 赵永嘉;戴树岭;何瑾;;基于Open Snakes的无人机航路规划[J];系统仿真学报;2008年S2期
7 孙明君;史建国;;多无人机航路重规划方法[J];计算机应用;2009年05期
8 张祖琼;;蚁群算法的研究及应用进展[J];电脑知识与技术;2009年09期
9 高瑞周;陈哨东;邹庆元;;无人作战飞机在线航路规划算法[J];电光与控制;2009年02期
10 张雷;王道波;高宇辉;段海滨;;基于粒子群优化的无人战斗机编队任务协调方法研究[J];系统工程与电子技术;2009年02期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 孟凡琨;无人机目标跟踪与避障研究[D];长安大学;2018年
2 丁力;小型无人直升机飞行动力学、控制及试验研究[D];南京航空航天大学;2016年
3 朱立华;无人飞行器自主检测与避障技术研究[D];东南大学;2016年
4 孙小雷;基于多阶段航迹预测的无人机任务规划方法研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
5 张养瑞;对雷达网的多机伴随式协同干扰技术研究[D];北京理工大学;2015年
6 薛新宇;航空施药技术应用及对水稻品质影响研究[D];南京农业大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 肖秦琨,高晓光;基于空间改进型Voronoi图的无人机路径规划研究[J];计算机工程与应用;2005年26期
2 叶媛媛,闵春平,沈林成,常文森;基于满意决策的多UAV协同目标分配方法[J];国防科技大学学报;2005年04期
3 叶媛媛,闵春平,沈林成,常文森;基于VORONOI图的无人机空域任务规划方法研究[J];系统仿真学报;2005年06期
4 周成平,陈前洋,秦筱楲;基于稀疏A~*算法的三维航迹并行规划算法[J];华中科技大学学报(自然科学版);2005年05期
5 马云红,周德云;基于B样条曲线的无人机航路规划算法[J];飞行力学;2004年02期
6 郭颖辉,朱华勇,沈林成;基于遗传算法的飞行航路规划[J];计算机仿真;2004年02期
7 符小卫,高晓光;一种无人机路径规划算法研究[J];系统仿真学报;2004年01期
8 冯琦,周德云;UCAV任务规划系统的研究进展及发展趋势[J];飞行力学;2003年02期
9 冯琦,周德云;军用无人机发展趋势[J];电光与控制;2003年01期
10 唐强,张翔伦,左玲;无人机航迹规划算法的初步研究[J];航空计算技术;2003年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杜恒;;基于足球比赛路径规划的农用无人机定位和导航研究[J];农机化研究;2019年10期
2 问延安;蒋倩;;智慧监管:民用无人机企业监管的路径选择[J];长沙航空职业技术学院学报;2018年04期
3 卢俊文;王倩营;;无人机演变与发展研究综述[J];飞航导弹;2017年11期
4 ;反辐射无人机 天生雷达杀手[J];今日科苑;2017年07期
5 W.HK;;贵飞“鹞鹰”无人机系统完成首次实时巡查出警任务[J];军民两用技术与产品;2017年11期
6 姚思浩;;无人机的发展现状与趋势[J];电子制作;2018年01期
7 周超;向绪友;钟旭;贺艺;;无人机在农业中的应用及展望[J];湖南农业科学;2017年11期
8 金浩波;;无人机侦查之兴起与规制[J];铁道警察学院学报;2017年05期
9 杨健;程程;;无人机——从远古的飞翔梦想到现代的空天使者[J];科技中国;2017年10期
10 林鹰;;车载无人机快递系统[J];交通与运输;2017年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 黄兆麒;关万隆;李嘉伟;;无人机在边境管控中的应用研究[A];2017年(第三届)中国航空科学技术大会论文集(下册)[C];2017年
2 王志广;张春元;康东轩;;中继式无人机自组网方案设计[A];OSEC首届兵器工程大会论文集[C];2017年
3 杨光;王振宇;;无人机用活塞发动机质量与可靠性标准规范[A];质量管理体系评估最佳实践论文集[C];2017年
4 朱德铭;蔚文杰;;推进无人机装备保障科学发展的思考[A];航空装备维修技术及应用研讨会论文集[C];2015年
5 颜春艳;勉力财;张九民;;无人机系统用户技术资料体系研究[A];航空装备维修技术及应用研讨会论文集[C];2015年
6 王振宇;;航母无人机系统技术发展研究[A];航空装备维修技术及应用研讨会论文集[C];2015年
7 ;前言[A];2014(第五届)中国无人机大会论文集[C];2014年
8 祖先锋;李猛;韩玉芹;陈璞;;军用无人机系统计量保障体系研究[A];2014(第五届)中国无人机大会论文集[C];2014年
9 丁照蕾;刘泽勋;;美国无人机系统控制模块架构[A];2014(第五届)中国无人机大会论文集[C];2014年
10 顾天一;陈云翔;张磊;;基于环境的无人机数据链效能评估[A];2014(第五届)中国无人机大会论文集[C];2014年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 姚天宇;中国无人机将成世界市场“捕食者”[N];中国航天报;2016年
2 李大光 李晨;追赶世界一流的中国无人机[N];中国青年报;2011年
3 本报记者 王玉东;极飞科技助农业数字化成效显著[N];农资导报;2018年
4 本报记者 王建鹏;极飞科技点燃“农业飞翔”梦想[N];中国农机化导报;2018年
5 莱文;推动我国无人机产业高质量发展[N];中国质量报;2018年
6 航空工业沈阳所 岳智敏 张健;航母舰载无人机的发展与关键技术[N];中国航空报;2017年
7 记者 姚雯;我国民用无人机产值2025年达到1800亿元[N];中国高新技术产业导报;2017年
8 本报记者 汤莉;我国将建立民用无人机管控体系[N];国际商报;2017年
9 记者 邱登科;无人机应用步入高速发展期[N];民营经济报;2017年
10 本报记者 张红霞 傅耕;成都无人机产业蓄势起飞[N];四川日报;2017年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孟凡琨;无人机目标跟踪与避障研究[D];长安大学;2018年
2 王勋;基于拟态物理学的无人机编队控制与重构方法研究[D];国防科学技术大学;2016年
3 薛武;无人机影像定位优化技术研究[D];战略支援部队信息工程大学;2017年
4 裴信彪;新型多旋翼无人机的低成本组合导航与稳定控制[D];中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所);2018年
5 邱东海;无人机起降滑跑与减振缓冲关键技术研究[D];中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所);2018年
6 徐福祥;基于无人机及多源数据的黄海绿潮监测研究[D];中国科学院大学(中国科学院烟台海岸带研究所);2018年
7 朱小宁;航空物探无人机飞行姿态测量技术研究[D];吉林大学;2018年
8 张潮;神经智能控制在小型快递无人机系统中的研究与应用[D];北京科技大学;2017年
9 秦维彩;单旋翼植保无人机喷雾参数优化研究[D];江苏大学;2017年
10 赵明;多无人机系统的协同目标分配和航迹规划方法研究[D];哈尔滨工业大学;2016年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 范浩楠;基于声波信号的室内无人机定位研究[D];西北大学;2018年
2 陈亚锋;无人机飞行数据实时异常检测系统研制[D];哈尔滨工业大学;2017年
3 任一可;我国民用无人机法律规制问题研究[D];西北大学;2018年
4 冯雪峰;无人机单镜头倾斜摄影测量的精度研究[D];华北理工大学;2018年
5 李红阳;基于无人机摄影测量技术的土地调查方法研究[D];华北理工大学;2018年
6 滕腾;CCS项目中CO_2泄露风险的无人机遥感监测响应研究[D];西北大学;2018年
7 鲁佳隽(Lucian);无人机河道巡检系统设计与实现[D];南京师范大学;2018年
8 耿路;基于海情的掠海无人机RCS问题研究[D];南京师范大学;2018年
9 吕梦;无人机在高速公路边坡日常养护巡查的应用研究[D];长安大学;2018年
10 刘强军;基于FPGA的无人机惯性导航算法研究与电路设计[D];哈尔滨工业大学;2017年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026