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3D UAV trajectory planning using evolutionary algorithms: A comparison study

机译：使用进化算法的3D无人机轨迹规划：比较研究

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摘要

This paper focuses on the three dimensional flight path planning for an unmanned aerial vehicle (UAV) on a low altitude terrain followingterrain avoidance mission. The UAV trajectory planning problem is to compute an optimal or near-optimal trajectory for a UAV to do its mission objectives in a surviving penetration through the hostile enemy environment, considering the shape of the earth and the kinematics constraints of the UAV. Using the three dimensional terrain information, three dimensional flight path from a starting point to an end point, minimising a cost function and regarding the kinematics constraints of the UAV is calculated. The geographic information of the earth shape and enemy locations is generated using digital terrain model (DTM) and geographic information system (GIS), and is displayed in a 3D environment. Using 3D-maps containing the geographic data accompanied by DTM, and GIS, the problem is modelled by deriving the motion equations of the UAV. Two heuristic algorithms are proposed for this problem: genetic and particle swarm algorithms Genetic and particle swarm algorithms are general purposes algorithms, because they can solve a wide range of problems, so they have to be adjusted to solve the trajectory planning problem. To test and compare the paths obtained from these algorithms, a software program is built using GIS tools and the programming languages C# and MATLAB.
机译：本文着重于低空地形跟随避空任务的无人飞行器（UAV）的三维飞行路径规划。无人机轨迹规划问题是要计算无人机的最佳或接近最优轨迹，以考虑到地球的形状和无人机的运动学约束，在敌对敌人环境中幸存的穿透中完成其任务目标。使用三维地形信息，可以计算从起点到终点的三维飞行路径，从而使成本函数最小化，并考虑到无人机的运动学约束。地球形状和敌方位置的地理信息是使用数字地形模型（DTM）和地理信息系统（GIS）生成的，并在3D环境中显示。使用包含DTM和GIS随附的地理数据的3D地图，可以通过推导无人机的运动方程来对问题进行建模。针对该问题提出了两种启发式算法：遗传和粒子群算法遗传和粒子群算法是通用算法，因为它们可以解决各种各样的问题，因此必须对其进行调整以解决轨迹规划问题。为了测试和比较从这些算法获得的路径，使用GIS工具以及编程语言C＃和MATLAB构建了一个软件程序。

著录项

  • 来源
    《The Aeronautical Journal》 |2015年第1220期|1271-1285|共15页
  • 作者

    Bagherian M.; Alos A.;

  • 作者单位

    Univ Guilan, Fac Math Sci, Dept Appl Math, Rasht, Iran;

  • 收录信息
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
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