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作者:郭家赫;高岳林;柳迎春;
单位:北方民族大学计算机科学与工程学院;宁夏智能信息与大数据处理重点实验室;北方民族大学数学与信息科学学院;
摘要:【目的】多固定翼无人机(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)的任务分配和路径规划问题中,将固定翼UAV简单地视为质点,未考虑自身航向角、初始和终止速度向量等问题。针对多固定翼UAV任务规划问题,将改进的蚁群算法(Ant Colony Optimization, ACO)和自组织映射(Self-Organizing Map, SOM)算法相结合,提出ACO-SOM算法应用于多无人机系统。【方法】通过SOM进行任务分配,引入蚁群状态转移概率方法,调整SOM获胜神经元的权值,使得固定翼UAV按照最优Dubins路线依次到达各个目标点。根据巡航能力和运动学约束合理分配任务,构造多目标优化函数,实现多固定翼UAV的协同执行任务能力。【结果】分别在障碍物、不同起落点场景下对ACO-SOM算法进行仿真验证,实验结果表明,该方法能使多固定翼UAV合理任务分配并规划出最优路径,具有较高的避障和规划能力。
关键词:任务分配;;路径规划;;固定翼无人机;;自组织映射;;蚁群算法;;Dubins曲线
基金资助:宁夏自然科学基金重点项目(2022AAC02043);; 宁夏高等教育一流学科建设基金项目(NXYLXK2017B09);; 北方民族大学重大科研专项项目(ZDZX201901);; 南京证券支持基础学科研究项目(NJZQJCXK202201)