小型无人机路径规划算法与地面控制站软件的开发硕士学位论文.pdf

分类号: +.3 单位代码: 10335
学号: 20811261

硕士学位论文


中文论文题目: 小型无人机路径规划算法
与地面控制站软件的开发
英文论文题目: Development of Path Planning Algorithm
and Ground Control Station of MUAV


申请人姓名:
指导教师:
合作导师:
专业名称:
研究方向:
所在学院: 控制科学与工程学系

论文提交日期 2011 年 1 月 31 日
小型无人机路径规划算法
与地面控制站软件的开发


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指导教师签名:

论文评阅人 1: (姓名\职称\单位,下同)
评阅人 2: (隐名评阅学位论文省略)
评阅人 3:
评阅人 4:
评阅人 5:

答辩委员会主席: (姓名\职称\单位)
委员 1:
委员 2:
委员 3:
委员 4:
委员 5:

答辩日期:
Development of Path Planning Algorithm
And Ground Control Station of MUAV


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External Reviewers: (姓名\职称\单位,下同)
(隐名评阅学位论文省略)




mittee Chairperson:
(姓名\职称\单位)
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Date of oral defence:
独创性声明

本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成
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学位论文作者签名: 签字日期: 年月日




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学位论文作者签名: 导师签名:

签字日期: 年月日签字日期: 年月日


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摘要
本文以小型无人机应用于战术侦察和飞控系统研究为背景,研究了无人机的
路径规划算法和地面站软件的设计与实现。在分析现有无人机的路径规划算法的
基础上,提出了新的路径规划算法。通过集成现有的软件工程技术,设计并开发
了地面站软件。
本文的主要工作和贡献如下:
(1)针对具有多个不同探测能力的雷达组成的威胁环境,提出了一种无人
机被至少一个雷达探测到的瞬时概率的计算方法;
(2)改进了两种基于路径图的路径规划算法并应用于雷达威胁环境下的无
人机路径规划问题的求解,在此基础上提出了一种基于视线的路径优化方法,在
几乎不改变路径的威胁成本和几乎不增加计算时间的基础上降低了路径的燃油
成本(本文中的燃油成本以路径长度表示);
(3)提出了将蚁群算法与 Voronoi 图相结合的路径规划算法,并应用于雷
达威胁环境下的无人机路径规划问题的求解,在几乎不降低蚁群算法所得路径的
性能指标的基础上,降低了蚁群算法的计算时间;
(4)设计并完成了小型无人机地面站软件,实现了串口通信、数据库访问、
图形化仪表显示、航迹规划与管理,以及数据分析等功能。


关键词:小型无人机,路径规划,地面控制站
I
Abstract
This thesis took the application of Mini Unmanned Aerial Vehicle (MUAV) in the
field of tactical reconnaissance and the research of flight control system as the
b