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针对无人机(UAV)在三维(3D)地理环境下进行多任务点路径规划时存在的路径质量差、路径收敛慢和探索效率低的问题,提出了一种人工势场(APF)下改进快速扩展随机树星(RRT
*)的UAV多任务点三维路径规划算法——APFRRT
*。首先,在UAV三维路径规划建模的基础上,通过简化的蚁群算法得到不计碰撞的初始路径;其次,利用APF-RRT
*算法对发生碰撞的路径进行路径重规划,而为了提高路径搜索的收敛速度,APF-RRT
*算法采用可变步长策略以及目标偏置采样策略,并使用APF算法控制RRT
*树扩展点的生成;再次,通过计算虚拟势场的梯度方向,生成扩展点的候选位置,并结合碰撞检测筛选出最终扩展点;然后,通过裁剪路径和B样条曲线对路径进行平滑处理;最后,通过Matlab的仿真实验将APFRRT
*算法与A
*、快速扩展随机树(RRT)、RRT
*和改进的RRT算法进行对比。在2个地图上的实验结果表明,与改进的RRT算法相比,APF-RRT
*算法在路径规划时间、迭代次数、路径长度上分别减少了84.58%、30.21%、1.04%和88.94%、84.06%、0.67%。可见,该算法能够有效提高路径规划效率,并且可以为UAV遥感监测和灾害救援等场景的快速路径生成提供理论支持。… …
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