基于MB-RRT*的无人机航迹规划算法研究

doi:10.11896/j.issn.1002-137X.2017.08.035

计算机科学››2017,第44卷››发行（8）: 198-206.数字对象标识：10.11896/j.issn.1002-137X.2017.08.035

基于MB-RRT公司*的无人机航迹规划算法研究

陈晋音,施晋,杜文耀,吴洋洋

浙江工业大学信息工程学院杭州310023,浙江工业大学信息工程学院杭州310023,浙江工业大学信息工程学院杭州310023,浙江工业大学信息工程学院杭州310023

出版日期:2018-11-13 发布日期:2018-11-13
基金资助:
本文受浙江省自然科学基金（Y14F020092），国家自然科学青年基金(61502423),浙江省科技厅科研院专项（2016F50047）资金

基于MB-RRT的无人机导航规划算法

陈金燕、史进、杜文耀、吴阳阳

在线：2018-11-13 出版：2018-11-13

摘要/摘要

摘要：随着小型无人机的广泛应用,提高无人机的自动巡航能力变得至关重要。无人机航迹规划是指其在已知环境地图信息下展开航迹规划,实现无碰撞的、平滑的、从初始点到达目标点的路径。针对现有算法依然存在收敛速度慢、内存消耗大、航迹规划固定步长和航迹平滑度无法满足实际无人机飞行等问题,提出了MB-RRT（修改后的B-RRT*)算法,通过懒惰采样方法加快算法收敛速度并减少内存占用；设计自适应步长来解决算法在障碍物附近生长树的局限性问题,从而提高了找到初始可行解的速度和质量；然后利用降采样和三次贝塞尔插值算法实现了曲线拟合的功能,使算法最终生成相对平滑的航迹,为无人机实际飞行提供可行的航迹规划方法。最后在多组不同环境复杂度的实验中,通过与其他算法相比较,验证了所提算法的有效性。

关键词: RRT、，无人机,航迹规划,收敛速度,懒惰采样

摘要：随着无人机（UAV）的广泛应用，提高其自动导航能力显得尤为重要。无人机导航是一种能够自动找出从起始位置到目标位置的无障碍、平滑路径的算法。目前大多数无人机导航算法仍存在收敛速度慢、存储开销大、导航步长设置固定和平滑困难等缺点。本文提出了MB-RRT*算法，该算法对无人机具有三种突出的策略。为了提高收敛速度和减少内存开销，采用了延迟采样。采用自适应步长算法解决障碍物附近的导航限制，提高初始解的质量和速度。引入下采样和曲线拟合，提高了算法的收敛速度和最终路径的平滑度。最后通过大量的仿真验证了MB-RRT*相对于RRT*和BRRT*的高性能。

关键词： RRT、UAV、导航规划、收敛速度、延迟采样

陈晋音,施晋,杜文耀,吴洋洋.基于MB-RRT公司*的无人机航迹规划算法研究[J] ●●●●。计算机科学, 2017, 44(8): 198-206. https://doi.org/10.11896/j.issn.1002-137X.2017.08.035

陈金银、石锦、杜文耀和吴阳阳。基于MB-RRT*的无人机导航规划算法[J] ●●●●。计算机科学，2017，44（8）：198-206。https://doi.org/10.11896/j.issn.1002-137X.2017.08.035

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