复杂环境下无人机全覆盖三维路径规划算法

摘要：

针对复杂实际环境下无人机进行快速三维全覆盖路径规划的问题,提出了无人机全覆盖三维路径规划算法.首先,二维全覆盖路径规划由全局运动策略、局部运动策略和摆脱死区策略组成,在全局运动策略中改进标记函数和提出次层起点动态搜寻策略,摆脱死区策略由A*算法和改进环形搜索算法构成;三维全覆盖路径规划由分层规划策略、地图重构策略和层间连接策略组成,分层规划策略将三维分为不同间隔高度的二维环境,地图重构策略对二维进行动态地图构建,层间连接策略由头一层的遍历终点确定下一层的遍历起点.仿真结果表明:所提算法在二维全覆盖路径规划时,相较于传统的单环搜索方式摆脱死区策略,路径长度缩短2.7％,路径重复率减小3％;相较于无局部运动策略,路径长度缩短14.2％,总死点数目和路径重复率降低32.9％和4.4％,且运行时间减少6.7 s;在三维全覆盖路径规划时,相较于无地图重构策略,路径长度缩短27.33％,死点数目减少16.82％,运行时间减少70.8 s,路径重复率减小7％;最后进行参数分析,得出本算法性能最优时参数取值.综上,该算法能够适应复杂环境,且能有效降低死点数目和路径重复率,快速规划全覆盖路径,具有较好的鲁棒性.

关键词：无人机、三维全覆盖路径规划、复杂环境、摆脱死区策略、地图重构策略

所属期刊栏目：29

分类号：V279.2(各类型航空器)

在线出版日期：2023-09-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：2563-2573