复杂城市环境下无人机三维路径规划

• 作者: 卢成阳 王文格
• 来源期刊: 计算机系统应用
• 关键词: 旋翼无人机 复杂成本空间 三维路径规划 EHT-RRT T-RRT
• 年，卷（期）: 2022,（5）
• 所属期刊栏目: 软件技术·算法|Software Technique · Algorithm
• 页码范围: 184-194
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.15888/j.cnki.csa.008514

摘要

基于转移的快速扩展随机树(T-RRT)算法,能够较快寻找到机器人在二维复杂成本空间的低危险度路径,但面对无人机的三维飞行工况,其规划结果较差,针对此问题,提出了一种基于探索、启发和转移的EHT-RRT(exploring heuristic transition-based RRT)算法.首先,算法在T-RRT的基础上引入A*算法中的启发式思想,进行启发式成本探索,从危险度、路径长度、路径偏转角度和高度变化估计路径成本,以提高路径质量;接着,利用局部节点滑移策略,让路径偏向低危险区域,并对每个节点添加局部最好方向属性;最后,通过随机方向、目标方向和局部最好方向,3个方向向量改进树节点扩展机制,摆脱T-RRT算法在路径寻找上的盲目性.同时,算法采用了20％概率的目标点偏置,提升规划效率.仿真实验表明,与同样添加20％目标点偏置的T-RRT、BT-RRT和T-RRT*算法相比,EHT-RRT算法可生成路径更短、安全性更高、更加平滑的三维路径,能更好地解决复杂城市环境下的无人机三维路径规划问题.