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基于视点可重建性约束的最短航线规划方法

信息工程大学学报 2025年第1期26卷 37-43页

作者：李振琦曹雪峰信息工程大学河南郑州450001

无人机航拍图像三维重建是目前获取高质量三维模型的重要手段。现有无人机航拍任务规划方法生成的航线简单、航拍视角固定导致图像对景物覆盖程度不够高,制约三维模型建模质量。为了得到高质量三维模型,提出一种基于视点可重建性约束的... 详细信息

无人机航拍图像三维重建是目前获取高质量三维模型的重要手段。现有无人机航拍任务规划方法生成的航线简单、航拍视角固定导致图像对景物覆盖程度不够高,制约三维模型建模质量。为了得到高质量三维模型,提出一种基于视点可重建性约束的最短航线规划方法。该方法首先基于先验模型生成候选视点集合,其次以可重建度为约束采用下山单纯形法优化视点,最后将最短航线问题转化为旅行商问题进行求解。实验结果表明,该航线规划方法能够提高图像对景物的覆盖程度,显著改善目标场景的重建效果。以可重建性为约束条件设计无人机最短航线,可以提高影像三维重建质量。

关键词：无人机三维重建可重建性航线规划

基于改进果蝇优化算法的空面巡航导弹航线规划

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科技创新与应用 2025年第5期15卷 13-17页

作者：孔繁宇史朝辉任洪达空军工程大学西安710051 中国人民解放军93320部队黑龙江齐齐哈尔161005

为合理高效解决空面巡航导弹航线规划问题,提出一种改进果蝇优化算法。通过采用变步长搜索、合理设置浓度函数、引入猴群算法中“翻过程”融合到传统果蝇优化算法中进行改进,意图解决传统算法后期搜索精度不高、易陷入局部最优的问题。... 详细信息

为合理高效解决空面巡航导弹航线规划问题,提出一种改进果蝇优化算法。通过采用变步长搜索、合理设置浓度函数、引入猴群算法中“翻过程”融合到传统果蝇优化算法中进行改进,意图解决传统算法后期搜索精度不高、易陷入局部最优的问题。对比改进算法和传统算法进行仿真实验并分析数据,结果表明,改进算法较传统算法成功实现目标的概率更大,而且改进算法在航线平均长度、最小长度、长度方差等数据方面均表现出更强的优势性。可见,利用改进果蝇优化算法解决航线规划问题切实可行、快速有效。

关键词：果蝇优化算法猴群算法巡航导弹航线规划仿真实验

基于地物地貌的低空无人机测绘智能化航线规划研究

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地理空间信息 2025年第2期23卷 65-68页

作者：胡守超常增亮何其祎万国平叶志伟山东电力工程咨询院有限公司山东济南250013 湖北工业大学湖北武汉430068 北京正能空间信息技术有限公司北京102627

无人机是当前测绘信息采集的重要手段之一,但当前研究中针对传统无人机测绘航线规划的研究较少,针对这一问题,围绕基于地物地貌的航线智能化规划算法进行了研究,提出的算法可以在传统航线的基础上,综合考虑地物和地貌对于航线规划的影响... 详细信息

无人机是当前测绘信息采集的重要手段之一,但当前研究中针对传统无人机测绘航线规划的研究较少,针对这一问题,围绕基于地物地貌的航线智能化规划算法进行了研究,提出的算法可以在传统航线的基础上,综合考虑地物和地貌对于航线规划的影响,并对原有航线进行适当的增加或者修改,使其更符合实际作业情况需求,减少补测次数,切实提高数据采集作业效率。通过对多组实际数据的实验结果表明,提出的算法相比于传统的航线规划精度更优,路径规划结果更加细致,航行策略更加合理,明显提高了数据采集效率。

关键词：地物地貌低空无人机遥感测绘航线规划

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考虑船舶操纵性约束的改进遗传算法航线规划

哈尔滨工程大学学报 2021年第7期42卷 1056-1062页

作者：王立鹏张智马山王学武哈尔滨工程大学智能科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学船舶工程学院黑龙江哈尔滨150001

针对船舶复杂航行环境下的航线自动规划任务,本文设计了融合船舶运动特性的二次寻优路径规划方法,并考虑船舶操纵性约束,获得快速准确的规划航线。建立了船舶回转和降速模型,为后续本船与目标船精准会遇状态计算建立基础;为完成在海图... 详细信息

针对船舶复杂航行环境下的航线自动规划任务,本文设计了融合船舶运动特性的二次寻优路径规划方法,并考虑船舶操纵性约束,获得快速准确的规划航线。建立了船舶回转和降速模型,为后续本船与目标船精准会遇状态计算建立基础;为完成在海图上快速检测规划航线与陆地物标(岛屿、礁石等)的位置关系,设计一种基于四叉树方法的线段与不规则多边形边界快速检测算法;针对静、动态障碍物综合避碰规划的复杂难题,设计一种二次遗传算法寻优的路径规划方法,实现了一种高效、可行的船舶航线动态规划求解方案。在半物理船舶综合仿真平台上开展算法验证工作,基于电子海图对初始规划的5个航路点开展二次寻优,重规划后的7个航路点实现船舶航线规避目标船的任务,证明了本文算法的可行性和有效性。

关键词：船舶操纵性约束航线规划快速多边形检测复合适应度遗传算法二次规划半物理仿真

基于改进人工鱼群算法的城市物流无人机航线规划

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中国民航大学学报 2025年第1期43卷 89-96页

作者：岳仁田侯博文中国民航大学空中交通管理学院天津300300 中国民航科学技术研究院航行新技术研究所北京100028

为了安全、高效地解决物流无人机(UAV,unmanned aerial vehicle)三维空间航线规划问题,首先,本文在考虑空间避障和地面人口密度的基础上通过改进栅格法对规划环境进行建模,以航程代价、栅格风险值代价和高度调整代价之和最小作为目标函... 详细信息

为了安全、高效地解决物流无人机(UAV,unmanned aerial vehicle)三维空间航线规划问题,首先,本文在考虑空间避障和地面人口密度的基础上通过改进栅格法对规划环境进行建模,以航程代价、栅格风险值代价和高度调整代价之和最小作为目标函数建立物流UAV航线规划模型,并根据UAV性能设置约束条件。其次,对标准人工鱼群算法(AFSA,artificial fish swarm algorithm)进行改进,增加鱼群跳跃行为和栅格禁忌表,利用改进AFSA对模型进行求解。最后,通过仿真算例将改进后的AFSA与其他3种算法进行了对比并对改进后的AFSA进行了参数灵敏度分析。结果表明:改进后的AFSA在收敛速度上优于其他3种算法,相对于标准AFSA收敛时间降低了9.9%;设置较大的感知范围参数值,航线规划效率更高,在设置步长参数时则需要根据规划环境进行调整。改进后的AFSA可为提升物流UAV三维空间航线规划效率提供借鉴。

关键词：物流无人机(UAV) 航线规划人工鱼群算法(AFSA) 栅格风险值

最大可航窗口序列约束贝塞尔曲线的无人船自主航行航线规划方法

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第7期49卷 1224-1236页

作者：周寅飞张立华贾帅东戴泽源董箭马梦锴大连舰艇学院军事海洋与测绘系辽宁大连116018 大连舰艇学院海洋测绘工程重点实验室辽宁大连116018

提出了一种最大可航窗口序列约束贝塞尔曲线的无人船自主航行航线规划方法。首先,根据电子海图求取碍航区,进而预生成航路点,沿预生成航路依次提取与碍航区不相交的最大可航窗口序列,构建可航约束空间;然后,挖掘贝塞尔曲线在控制点约束... 详细信息

提出了一种最大可航窗口序列约束贝塞尔曲线的无人船自主航行航线规划方法。首先,根据电子海图求取碍航区,进而预生成航路点,沿预生成航路依次提取与碍航区不相交的最大可航窗口序列,构建可航约束空间;然后,挖掘贝塞尔曲线在控制点约束包络区域内进行运动参数关联计算的潜能,将航线规划转换为空间与运动参数双约束下通过凸优化求解贝塞尔航路曲线控制点的问题。最后,分别通过仿真和实船实验,对所提方法与已有方法进行对比分析。实验结果表明:(1)所提方法能够顾及船舶运动约束来规划航线,进而有效提高无人船执行规划航线的精度;(2)所提方法可以引导无人船以特定任务所需航向、航速等运动参数自主航行通过指定位置,达到灵活机动的目的。

关键词：航线规划运动约束自主航行贝塞尔曲线碍航区

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面向多目标侦察任务的无人机航线规划

控制与决策 2021年第5期36卷 1191-1198页

作者：杜云贾慧敏邵士凯郝菁河北科技大学电气工程学院石家庄050018 卫星导航系统与装备技术国家重点实验室石家庄050081

针对无人机执行多目标侦察任务的航线规划问题,提出一种改进粒子群算法结合高斯伪谱法的分层航线规划方法.设计改进粒子群算法进行航线预规划,针对传统粒子群优化算法收敛速度慢、易陷入局部最优的问题,通过引入混沌映射初始化和自适应... 详细信息

针对无人机执行多目标侦察任务的航线规划问题,提出一种改进粒子群算法结合高斯伪谱法的分层航线规划方法.设计改进粒子群算法进行航线预规划,针对传统粒子群优化算法收敛速度慢、易陷入局部最优的问题,通过引入混沌映射初始化和自适应参数调整策略,加快算法收敛速度,提升解的最优性.在此基础上,结合最短路求解策略,完成对侦察任务的时序排列,得到可执行的最优侦察任务方案,进而为提升侦察航线的精确性和可控性,基于高斯伪谱法进行航线再规划.引入航线预规划结果作为初值猜测,进一步提升算法的效率和准确性.最后在复杂环境下进行无人机侦察航线仿真分析,结果表明所设计算法能够快速生成任务执行方案与高精度侦察航线,符合军事无人机执行侦察任务的工程应用.

关键词：无人机航线规划粒子群算法图论高斯伪谱法

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植保无人机飞控系统与航线规划研究进展分析

农业机械学报 2020年第8期51卷 1-16页

作者：曹光乔李亦白南风刘东陈聪张进龙农业农村部南京农业机械化研究所南京210014

应用无人机开展植保作业是有效防治病虫害的重要途径。本文对植保无人机行业发展和相关应用研究进行了综述,分别从植保无人机飞控系统、单机作业航线规划、多机作业调度场景及优化方法3个角度进行了阐述,以增强植保无人机作业效果与提... 详细信息

应用无人机开展植保作业是有效防治病虫害的重要途径。本文对植保无人机行业发展和相关应用研究进行了综述,分别从植保无人机飞控系统、单机作业航线规划、多机作业调度场景及优化方法3个角度进行了阐述,以增强植保无人机作业效果与提高作业效率为目标,分析了植保无人机飞行控制系统及航线规划与调度的研究现状。针对植保无人机因作业精度要求高而导致其飞控系统制造成本高的问题,提出应研发低成本、高精度、可适应植保无人机作业需求的测姿器件,开发相应的姿态估计算法;针对植保无人机航线规划、优化调度模型与实际作业需求不匹配的情况,总结了单机作业航线规划与多机调度优化场景、约束条件与优化方法。最后,提出应研发植保无人机自动补给平台,构建基于多机协同的作业管理与调度优化模型,以增强植保无人机在复杂作业环境中的作业效果,提高作业效率。

关键词：植保无人机飞控系统航线规划优化调度

基于改进的随机路径图及和声算法的舰船航线规划

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控制理论与应用 2020年第12期37卷 2551-2559页

作者：吕进锋马建伟李晓静河南科技大学信息工程学院河南洛阳471000 中国空空导弹研究院河南洛阳471009

针对海上航行中障碍物躲避问题,提出改进的随机路径图及和声算法为舰船进行航线规划.该算法首先利用改进的随机路径图,在障碍物边缘、起点与终点连线等关键区域进行节点设置及扩充,根据舰船及障碍物运动特征,分阶段在海图上设置节点并连... 详细信息

针对海上航行中障碍物躲避问题,提出改进的随机路径图及和声算法为舰船进行航线规划.该算法首先利用改进的随机路径图,在障碍物边缘、起点与终点连线等关键区域进行节点设置及扩充,根据舰船及障碍物运动特征,分阶段在海图上设置节点并连接,利用较少的节点生成完备的路径网络图,基于此选择节点生成初始全局航线;其次利用改进的和声算法对航线进行优化,障碍物的运动特性导致解空间为复杂的多峰形态,为避免节点位置变动导致新生成航线不可行,设置限定条件,仅对满足要求的航线利用航线交叉、消除节点、微调等策略进行优化.实验结果表明,相较对比算法,所提算法能够有效生成更高质量的全局航线,且在优化过程中生成的不可行航线数量远低于其余几种算法,具有更高的可靠性及稳定性.

关键词：随机路径图和声航线规划避障