复杂低空物流无人机路径规划

• 作者: 张启钱 张洪海 许卫卫 邹依原 陈雨童
• 来源期刊: 北京航空航天大学学报
• 学科: 航空航天
• 关键词: 航空运输 路径规划 A*算法 物流无人机 复杂低空 栅格危险度 双向交叉判断法
• 年，卷（期）: 2020,（7）
• 页码范围: 1275-1286
• 页数: 12页
• 分类号: V279.3
• 字数: 8944字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13700/j.bh.1001-5965.2019.0455

摘要

针对复杂低空物流无人机路径规划问题,考虑空域环境、运输任务等内外限制,以飞行时间、能耗及危险度最小为目标函数,建立多限制条件物流无人机路径规划模型,设计启发算法以快速解算路径.采用栅格法对规划环境表征,引入物流无人机性能约束确保路径可飞.针对A*算法存在的问题及物流无人机航空运输特色,引入栅格危险度因子、货物质量惩罚系数,增加飞行时间、能耗等代价以提升避障能力、降低成本.为匹配所提启发算法解算效率与精度,采用动态加权法对函数赋权.为筛除冗余路径点及保证平稳飞行,采用双向交叉判断法等对原路径优化平滑.为验证所提路径规划模型及启发算法的有效性,对比4种算法规划结果,分析栅格粒度大小与代价权重值对结果的影响.在既定的运输环境及物流无人机性能约束下,研究结果表明:所提算法与A*算法相比,保证了物流无人机飞行安全、能耗少,将飞行时间由406 s降至386 s,降低了5％;飞行路径点数为129个、栅格危险度因子为11.69,降低了姿态改变次数,保证了运输安全;当栅格粒度大小为5m,代价权重值为0.4、0.1、0.5时,采用所提算法规划的路径最佳.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张洪海	南京航空航天大学民航学院	68	560	14.0	21.0
2	许卫卫	南京航空航天大学民航学院	7	2	1.0	1.0
3	邹依原	南京航空航天大学民航学院	4	1	1.0	1.0
4	张启钱	南京航空航天大学民航学院	16	122	6.0	11.0
5	陈雨童	南京航空航天大学民航学院	6	0	0.0	0.0