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摘要
無人機(jī)三維路徑規(guī)劃是無人機(jī)自主飛行的關(guān)鍵技術(shù)之一，也是無人機(jī)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文提出了一種基于狐貍算法 FOX 的復(fù)雜地形無人機(jī)避障航跡規(guī)劃方法。該方法首先將復(fù)雜地形建模為三維網(wǎng)格地圖，然后將無人機(jī)路徑規(guī)劃問題轉(zhuǎn)化為在三維網(wǎng)格地圖中尋找一條從起點(diǎn)到終點(diǎn)的最優(yōu)路徑。接下來，本文將狐貍算法 FOX 應(yīng)用于三維路徑規(guī)劃問題，并通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的有效性。
1. 緒論
無人機(jī)三維路徑規(guī)劃是指無人機(jī)在三維空間中從一個位置飛到另一個位置的路徑規(guī)劃。無人機(jī)三維路徑規(guī)劃是無人機(jī)自主飛行的關(guān)鍵技術(shù)之一，也是無人機(jī)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。無人機(jī)三維路徑規(guī)劃的應(yīng)用非常廣泛，例如：無人機(jī)巡邏、無人機(jī)航拍、無人機(jī)送貨等。
無人機(jī)三維路徑規(guī)劃方法有很多種，其中一種常用的方法是基于狐貍算法 FOX 的無人機(jī)三維路徑規(guī)劃方法。狐貍算法 FOX 是一種仿生算法，它模擬了狐貍在野外尋找食物的行為。狐貍算法 FOX 具有魯棒性強(qiáng)、收斂速度快、計(jì)算效率高等優(yōu)點(diǎn)，因此非常適合用于無人機(jī)三維路徑規(guī)劃。
2. 復(fù)雜地形建模
在進(jìn)行無人機(jī)三維路徑規(guī)劃之前，需要先將復(fù)雜地形建模為三維網(wǎng)格地圖。三維網(wǎng)格地圖是指將復(fù)雜地形劃分為一個個小的三維網(wǎng)格，每個三維網(wǎng)格都有自己的坐標(biāo)和高度。三維網(wǎng)格地圖可以表示復(fù)雜地形的形狀和高度信息。
3. 無人機(jī)路徑規(guī)劃問題
將復(fù)雜地形建模為三維網(wǎng)格地圖之后，就可以將無人機(jī)路徑規(guī)劃問題轉(zhuǎn)化為在三維網(wǎng)格地圖中尋找一條從起點(diǎn)到終點(diǎn)的最優(yōu)路徑。最優(yōu)路徑是指一條滿足以下條件的路徑：
-
路徑長度最短
-
路徑避開障礙物
-
路徑滿足無人機(jī)的飛行限制
4. 基于狐貍算法 FOX 的無人機(jī)三維路徑規(guī)劃方法
本文提出了一種基于狐貍算法 FOX 的無人機(jī)三維路徑規(guī)劃方法。該方法首先將無人機(jī)路徑規(guī)劃問題轉(zhuǎn)化為一個優(yōu)化問題，然后將狐貍算法 FOX 應(yīng)用于該優(yōu)化問題，最后得到一條從起點(diǎn)到終點(diǎn)的最優(yōu)路徑。
?? 部分代碼
%% 清空環(huán)境變量warning off % 關(guān)閉報(bào)警信息close all % 關(guān)閉開啟的圖窗clear % 清空變量clc % 清空命令行?%% 導(dǎo)入數(shù)據(jù)res = xlsread('數(shù)據(jù)集.xlsx');?%% 劃分訓(xùn)練集和測試集temp = randperm(357);?P_train = res(temp(1: 240), 1: 12)';T_train = res(temp(1: 240), 13)';M = size(P_train, 2);?P_test = res(temp(241: end), 1: 12)';T_test = res(temp(241: end), 13)';N = size(P_test, 2);?%% 數(shù)據(jù)歸一化[p_train, ps_input] = mapminmax(P_train, 0, 1);p_test = mapminmax('apply', P_test, ps_input);t_train = ind2vec(T_train);t_test = ind2vec(T_test );
?? 運(yùn)行結(jié)果
5. 仿真實(shí)驗(yàn)
為了驗(yàn)證本文提出的方法的有效性，本文進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。仿真實(shí)驗(yàn)中，無人機(jī)在復(fù)雜地形中飛行，并避開了障礙物。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文提出的方法能夠有效地規(guī)劃出無人機(jī)在復(fù)雜地形中的避障航跡。
6. 結(jié)論
本文提出了一種基于狐貍算法 FOX 的復(fù)雜地形無人機(jī)避障航跡規(guī)劃方法。該方法首先將復(fù)雜地形建模為三維網(wǎng)格地圖，然后將無人機(jī)路徑規(guī)劃問題轉(zhuǎn)化為在三維網(wǎng)格地圖中尋找一條從起點(diǎn)到終點(diǎn)的最優(yōu)路徑。接下來，本文將狐貍算法 FOX 應(yīng)用于三維路徑規(guī)劃問題，并通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的有效性。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文提出的方法能夠有效地規(guī)劃出無人機(jī)在復(fù)雜地形中的避障航跡。
?? 參考文獻(xiàn)
[1] 李曉輝,苗苗,冉保健,等.基于改進(jìn)A*算法的無人機(jī)避障路徑規(guī)劃[J].計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用, 2021.DOI:10.15888/j.cnki.csa.007772.
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[3] 王嘉琦.基于改進(jìn)RRT~*算法的無人機(jī)避障路徑規(guī)劃[D].南昌航空大學(xué)[2024-01-11].文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-835459.html
[4] 于濤.基于改進(jìn)蟻群算法的三維無人機(jī)路徑規(guī)劃的研究與實(shí)現(xiàn)[D].重慶大學(xué)[2024-01-11].DOI:CNKI:CDMD:2.1017.838206.文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-835459.html
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1 各類智能優(yōu)化算法改進(jìn)及應(yīng)用
生產(chǎn)調(diào)度、經(jīng)濟(jì)調(diào)度、裝配線調(diào)度、充電優(yōu)化、車間調(diào)度、發(fā)車優(yōu)化、水庫調(diào)度、三維裝箱、物流選址、貨位優(yōu)化、公交排班優(yōu)化、充電樁布局優(yōu)化、車間布局優(yōu)化、集裝箱船配載優(yōu)化、水泵組合優(yōu)化、解醫(yī)療資源分配優(yōu)化、設(shè)施布局優(yōu)化、可視域基站和無人機(jī)選址優(yōu)化
2 機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)方面
卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）、LSTM、支持向量機(jī)（SVM）、最小二乘支持向量機(jī)（LSSVM）、極限學(xué)習(xí)機(jī)（ELM）、核極限學(xué)習(xí)機(jī)（KELM）、BP、RBF、寬度學(xué)習(xí)、DBN、RF、RBF、DELM、XGBOOST、TCN實(shí)現(xiàn)風(fēng)電預(yù)測、光伏預(yù)測、電池壽命預(yù)測、輻射源識別、交通流預(yù)測、負(fù)荷預(yù)測、股價(jià)預(yù)測、PM2.5濃度預(yù)測、電池健康狀態(tài)預(yù)測、水體光學(xué)參數(shù)反演、NLOS信號識別、地鐵停車精準(zhǔn)預(yù)測、變壓器故障診斷
2.圖像處理方面
圖像識別、圖像分割、圖像檢測、圖像隱藏、圖像配準(zhǔn)、圖像拼接、圖像融合、圖像增強(qiáng)、圖像壓縮感知
3 路徑規(guī)劃方面
旅行商問題（TSP）、車輛路徑問題（VRP、MVRP、CVRP、VRPTW等）、無人機(jī)三維路徑規(guī)劃、無人機(jī)協(xié)同、無人機(jī)編隊(duì)、機(jī)器人路徑規(guī)劃、柵格地圖路徑規(guī)劃、多式聯(lián)運(yùn)運(yùn)輸問題、車輛協(xié)同無人機(jī)路徑規(guī)劃、天線線性陣列分布優(yōu)化、車間布局優(yōu)化
4 無人機(jī)應(yīng)用方面
無人機(jī)路徑規(guī)劃、無人機(jī)控制、無人機(jī)編隊(duì)、無人機(jī)協(xié)同、無人機(jī)任務(wù)分配、無人機(jī)安全通信軌跡在線優(yōu)化
5 無線傳感器定位及布局方面
傳感器部署優(yōu)化、通信協(xié)議優(yōu)化、路由優(yōu)化、目標(biāo)定位優(yōu)化、Dv-Hop定位優(yōu)化、Leach協(xié)議優(yōu)化、WSN覆蓋優(yōu)化、組播優(yōu)化、RSSI定位優(yōu)化
6 信號處理方面
信號識別、信號加密、信號去噪、信號增強(qiáng)、雷達(dá)信號處理、信號水印嵌入提取、肌電信號、腦電信號、信號配時(shí)優(yōu)化
7 電力系統(tǒng)方面
微電網(wǎng)優(yōu)化、無功優(yōu)化、配電網(wǎng)重構(gòu)、儲能配置
8 元胞自動機(jī)方面
交通流 人群疏散 病毒擴(kuò)散 晶體生長
9 雷達(dá)方面
卡爾曼濾波跟蹤、航跡關(guān)聯(lián)、航跡融合
到了這里，關(guān)于【無人機(jī)三維路徑規(guī)劃】基于狐貍算法FOX實(shí)現(xiàn)復(fù)雜地形無人機(jī)避障航跡規(guī)劃附Matlab代碼的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！
