莫宏伟，马靖雯

(哈尔滨工程大学 自动化学院，黑龙江 哈尔滨 150001)



基于蚁群算法的四旋翼航迹规划

莫宏伟，马靖雯

(哈尔滨工程大学 自动化学院，黑龙江 哈尔滨 150001)

摘要：由于四旋翼无人机(UAV)自身的特点和其复杂的飞行环境，考虑到全球定位系统(GPS)定位的精度，在环境模型方面，建立了一个基于高程图的三维环境模型，减小了碰到障碍物的概率。在规划算法方面，大部分现有的路径规划算法只能规划二维平面路径，而一般的三维规划算法，大多数运算算法复杂，需要很大的存储空间，同时难以进行全局路径规划。该蚁群算法具有分布式计算、群体智能等优势，在路径规划上有很大潜力。但在应用基本三维蚁群算法进行航迹搜索时，两平面直接相连容易使航迹直接穿过障碍物，并且搜索出的航迹节点较多，适应度值过大。针对这两个问题对算法做出了改进，提出了变主方向搜索策略和简化航迹策略。仿真实验证明改进后的蚁群算法能够很好地避开障碍物，减小了路径长度，提高了搜索效率。

关键词：四旋翼无人机；航迹规划；三维环境模型；蚁群算法；变主方向搜索策略；简化航迹策略

中文引用格式：莫宏伟，马靖雯. 基于蚁群算法的四旋翼航迹规划[J]. 智能系统学报， 2016, 11(2): 216-225.

英文引用格式：MO Hongwei， MA Jingwen. Four-rotor route planning based on the ant colony algorithm[J]. CAAI transactions on intelligent systems, 2016, 11(2): 216-225.

UAV三维航迹规划区域广，搜素空间巨大，所以要想找到一条最优的飞行轨迹就必定需要占用较长的收敛时间，同时还需要较大的存储空间，这对大部分无人机实际应用来说是不怎么实际的做法。……