阿图罗·德·马里尼斯;费利斯·伊韦纳罗;弗朗西斯卡·马齐亚 一种无人机最小时间避障路径规划算法。 (英语) Zbl 1491.49037号 数字。算法 89,第4期,1639-1661(2022). 小结:在本文中,我们提出了一种新的策略,以确定无人机的轨迹,从而在存在避开区域和障碍物的情况下,使其飞行时间最小化。该方法结合了最优控制理论的经典结果,即欧拉-拉格朗日定理和蓬特里亚金最小值原理,并采用了一种连续技术,可根据障碍物的存在动态调整解曲线。我们首先考虑二维路径规划问题,然后转向三维路径规划问题。我们对这两种情况都进行了数值演示,以证明我们的方法的有效性。 引用于1文件 MSC公司: 49S05号 物理学变分原理 65升10 常微分方程边值问题的数值解 65升04 刚性方程的数值方法 49平方米25 最优控制中的离散逼近 93C85号 控制理论中的自动化系统(机器人等) 关键词:路径规划;最小时间轨迹;避障;蓬特里亚金最小原理;延拓技术;无人机 软件:LIMbook(直线电机手册);diff等式;Matlab公司;BvpSolve解决方案 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{A.De Marinis}等人,数字。算法89,No.4,1639--1661(2022;Zbl 1491.49037) 全文: 内政部 参考文献: [1] 阿加瓦尔,S。;Kumar,N.,《无人驾驶飞行器的路径规划技术:回顾、解决方案和挑战》,计算。社区。,149, 270-299 (2020) ·doi:10.1016/j.comcom.2019.10.014 [2] 拉德马内什,M。;库马尔,M。;Guentert,PH公司;Sarim,M.,《无人机路径规划和避障算法概述:比较研究》,无人系统。,6, 2, 95-118 (2018) ·doi:10.1142/S2301385018400022 [3] Yang,L.、Qi,J.、Xiao,J.和Yong,X.:无人机三维路径规划的文献综述。第十一届世界智能控制与自动化大会记录,第2376-2381页。doi:10.1109/WCICA.2014.7053093(2014) [4] Kang,M.,Liu,Y.,Ren,Y.、Zhao,Y.和Zheng,Z.:考虑位置不确定性的无人机路径规划算法鲁棒性的实证研究。2017年第十二届智能系统与知识工程国际会议(ISKE)。IEEE,第1-6页(2017年) [5] Samaniego,F.、Sanchis,J.、García-Nieto,S.、Simarro,R.:基于自适应3D单元分解的无人机运动规划和避障:连续空间与离散空间。2017年IEEE第二届厄瓜多尔技术章节会议(ETCM)。IEEE,第1-6页(2017年) [6] Siegwart,R.,Nourbakhsh,I.R.,Scaramuzza,D.:自主移动机器人。布拉德福德图书:15(2011) [7] Tsordos,A.,White,B.,Shanmugavel,M.:无人飞行器的合作路径规划。第32卷。威利(2010) [8] Jang,D-S,Chae,H-J,Choi,H-L:基于动态约束TSP和邻里的最优控制无人机路径规划。2017年第17届控制、自动化和系统国际会议(ICCAS)。IEEE,第373-378页(2017年) [9] Bai,W.、Wu,X.、Xie,Y.、Wang,Y.,Zhao,H.、Chen,K.、Li,Y.和Hao,Y.:一种基于人工势场和B样条插值融合的多无人机协同航路规划方法。2018年第37届中国控制会议(CCC)。IEEE,第6733-6738页(2018年) [10] Budiyanto,A.,Cahyadi,A.,Adji,T.B.,Wahyunggoro,O.:动态环境下使用势场的无人机避障。2015年国际控制、电子、可再生能源和通信会议(ICCEREC)。IEEE,第187-192页(2015年) [11] Dai,J.,Wang,Y.、Wang,C.、Ying,J.、Zhai,J.:无人机路径规划的分层势场方法研究。2018年第二届IEEE高级信息管理、通信、电子和自动化控制会议(IMCEC)。IEEE,第529-535页(2018年) [12] 姚,P。;Wang,H。;Su,Z.,基于扰动流体和弹道传播的无人机可行路径规划,中国。J.Aeronaut。,28, 4, 1163-1177 (2015) ·doi:10.1016/j.cja.2015.06.014 [13] Gerdts,M.:ODE和DAE的最佳控制。沃尔特·德·格鲁伊特(2011)·Zbl 1275.49001号 [14] Von Stryk,O。;Buirsch,R.,轨道优化的直接和间接方法,Ann.Oper。Res.,37,1357-373(1992年)·兹比尔0784.49023 ·doi:10.1007/BF02071065 [15] Kelly,M.,《轨迹优化简介:如何进行自己的直接搭配》,SIAM Rev.,59,4,849-904(2017)·Zbl 1474.37131号 ·doi:10.1137/16M1062569 [16] Longuski,J.M.、Guzmán,J.J.、Prussing,J.E.:航空航天应用的最优控制。斯普林格(2014)·Zbl 1297.70001号 [17] Miller,B.、Stepanyan,K.、Miller,A.、Andreev,M.:威胁环境中的3D路径规划。2011年第50届IEEE决策与控制会议和欧洲控制会议。IEEE,第6864-6869页(2011年) [18] 阿莫迪奥,P。;布鲁格纳诺,L。;Iaverano,F.,哈密顿边值问题的能量守恒方法及其在天体动力学中的应用,高级计算。数学。,41, 4, 881-905 (2015) ·Zbl 1327.65267号 ·doi:10.1007/s10444-014-9390-z [19] 阿莫迪奥,P。;Iaveranro,F.,二阶初值和边值问题的对称边值方法,Mediter。数学杂志。,3, 3-4, 383-398 (2006) ·Zbl 1117.65107号 ·doi:10.1007/s00009-006-0085-7 [20] Brugnano,L.,Iaverano,F.:保守问题的线积分方法,第13卷。CRC出版社(2016)·Zbl 1335.65097号 [21] Capper,S.公司。;Cash,J。;Mazzia,F.,《关于奇异摄动两点边值问题数值解的有效算法的发展》,《国际计算杂志》。科学。数学。,1, 1, 42-57 (2007) ·Zbl 1184.34025号 ·doi:10.1504/IJCSM.2007.013763 [22] 马齐亚,F。;塞斯蒂尼,A。;Trigiante,D.,非均匀网格上BVP的B样条线性多步方法的连续扩展,应用。数字。数学。,59, 3-4, 723-738 (2009) ·Zbl 1161.65057号 ·doi:10.1016/j.apnum.2008.03.036 [23] Cash,J.R.,Mazzia,F.:两点边值问题非线性系统数值解的有效全局方法。最近。高级计算。申请。数学。,23-39. doi:10.1007/978-90-481-9981-52(2011)·Zbl 1216.65093号 [24] 曼尼,C。;马齐亚,F。;塞斯蒂尼,A。;Speleers,H.,二阶半线性边值问题的BS2方法,应用。数学。计算。,255147-156(2015)·Zbl 1338.65190号 [25] 现金,JR;Mazzia,F.,两点边值问题的条件和混合网格选择算法,可缩放计算。,10, 4, 347-361 (2009) [26] 现金,JR;Hollevoet,D。;马齐亚,F。;Nagy,AM,算法927:两点边值问题数值解的MATHLAB代码bvptwp.m,ACM Trans。数学。柔和。(TOMS),39,2,1-12(2013)·Zbl 1295.65142号 ·数字对象标识代码:10.1145/2427023.2427032 [27] Soetaert,K.,Cash,J.,Mazzia,F.:R.Springer Science中微分方程的求解;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;商业媒体(2012)·兹比尔1252.65138 [28] 马齐亚,F。;Cash,JR,用于边值问题求解器的Fortran测试集,AIP Conf.Proc。,1648, 1, 020009 (2015) ·doi:10.1063/1.4912313 [29] 马齐亚,F。;现金,JR;Soetaert,K.,《在开源软件R中解决边值问题:软件包bvpsolve》,Opuscula Math。,34, 2, 387-403 (2014) ·Zbl 1293.65104号 ·doi:10.7494/OpMath.2014.34.387 [30] 现金,JR;Mazzia,F.,基于两点边值问题条件的混合网格选择算法,J.Numer。分析。Ind.申请。数学。,1, 1, 81-90 (2006) ·Zbl 1108.65082号 [31] 马滕斯,B。;Gerdts,M.,高指数微分代数方程和混合控制状态约束下最优控制问题近似解的收敛性分析,SIAM J.控制优化。,58, 1, 1-33 (2020) ·Zbl 1431.49025号 ·doi:10.1137/18M1219382 [32] 比拉尔,F。;Bertolazzi,E。;Bosetti,P.,《求解最优控制问题的数值方法注释》,IEEJ J.工业应用。,5, 2, 154-166 (2016) ·doi:10.1541/ieejjia.5.154 [33] Dal Bianco,N。;Bertolazzi,E。;比拉尔,F。;Massaro,M.,最小圈速最优控制问题的直接和间接方法比较,Veh。系统。动态。,57, 5, 665-696 (2019) ·doi:10.1080/00423114.2018.1480048 [34] MathWorks,T.:MATHLAB 2020b版。http://www.mathworks.com/ [35] 现金,JR;Mazzia,F.,一种新的基于条件的两点边值码网格选择算法,J.Comput。申请。数学。,1842362-381(2005年)·Zbl 1076.65065号 ·doi:10.1016/j.cam.2005.01.016 [36] Mazzia,F.、Cash,J.R.等:BVP求解器的测试集。https://archimede.dm.uniba.it网址/bvpsolvers/testsetbvpssolvers/ 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。