• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
多固定翼无人机的任务分配和路径规划算法
  • 127
  • 作者

    郭家赫高岳林柳迎春

  • 单位

    北方民族大学计算机科学与工程学院宁夏智能信息与大数据处理重点实验室北方民族大学数学与信息科学学院

  • 摘要
    多固定翼无人机(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)的任务分配和路径规划问题,将固定翼UAV简单的视为质点,未考虑自身航向角、初始和终止速度向量等问题。虽然能优化路径并避免障碍物,但其路径规划能力仍有待提高。针对多固定翼UAV任务规划问题,将改进的蚁群算法(Ant Colony Optimization, ACO)和自组织映射(Self-Organizing Map, SOM)算法相结合,提出ACO-SOM算法应用于多无人机系统。通过SOM进行任务分配,引入蚁群状态转移概率方法,调整SOM获胜神经元的权值,使得固定翼UAV按照最优Dubins路线依次到达各个目标点。根据巡航能力和运动学约束合理分配任务,构造多目标优化函数,实现多固定翼UAV的协同执行任务能力。分别在障碍物、不同起落点场景下对ACO-SOM算法进行仿真验证,实验结果表明,该方法能使多固定翼UAV合理任务分配并规划出最优路径,具有较高的避障和规划能力。
  • 关键词

    任务分配路径规划固定翼无人机自组织映射蚁群算法Dubins曲线

  • 文章目录
    1多无人机任务规划模型
    1.1多无人机任务规划问题描述
    1.2多无人机任务规划问题建模
    2基于ACO-SOM的多无人机任务分配和路径规划
    2.1蚁群算法
    2.2改进的蚁群算法
    2.3SOM神经网络
    2.4改进的SOM算法的权值更新
    3.实验结果与分析
    3.1障碍物环境下的仿真实验结果
    3.2 SOM算法优化前后的性能对比
    3.3 不同起落点下的仿真结果
    4 结束语
  • 引用格式
    郭家赫,高岳林,柳迎春.多固定翼无人机的任务分配和路径规划算法[J/OL].太原理工大学学报:1-10[2023-09-18].http://kns.cnki.net/kcms/detail/14.1220.N.20230915.1128.002.html
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