基于改进粒子群算法的无人机三维航迹规划

针对传统粒子群(Particle Swarm Optimization, PSO)算法在航迹规划的过程中需要根据无人机性能建立约束条件和易陷入局部最优值的缺点,提出了一种结合天牛须(Beetle Antennae Search, BAS)算法的球坐标PSO算法。该改进算法直接利用球坐标系对无人机的航向角和俯仰角进行约束,并且通过BAS算法避免PSO算法陷入局部最优值。根据数字高程地图建立仿真环境,综合考虑航迹长度、平滑度和危险性等因素构建目标函数。仿真结果表明,改进后的算法与其他PSO算法相比,规划的三维航迹质量更高,能够很好地适应无人机在各种环境下的飞行要求。     

一种基于改进ORB特征匹配的无人机视觉导航方法

为了解决在全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System)拒止情况下无人机导航能力缺失等问题,提出了一种基于改进快速提取旋转描述子(Oriented FAST and Rotated Brief, ORB)图像特征匹配的无人机视觉导航方法。首先,为了实现无人机的绝对定位,提出了一种特征图像基准数据库构建方法;其次,为提取图像数据集的特征点,采用了一种结合尺度不变特征变换(Scale Invariant Feature Transform, SIFT)的尺度空间优化ORB特征提取算法;最后,为了将图像特征与图像基准数据库快速匹配并提高其匹配精度,提出了一种改进ORB特征匹配算法——ORB+GMS+PROSAC算法。通过在ArcGIS中分割图像构建基准数据库并进行实验分析,结果表明,基于ORB+GMS+PROSAC特征匹配算法性能显著提升,其中匹配准确率上升5.05%,匹配时间减少41.61%,明显优于其他传统特征匹配算法。     

基于改进人工势场的物流无人机三维航迹规划

针对传统人工势场(Traditional Artificial Potential Field, TAPF)法在物流无人机航迹规划中存在的目标不可达、易陷于局部最优等问题，提出了一种改进的人工势场法。在斥力势场函数中添加无人机和目标点之间的相对距离，解决目标不可达问题；采用一种球体模型策略跳出局部最优的陷阱。仿真结果表明，改进的人工势场法能够灵巧地避开所有障碍物并有效地规划出符合要求的最佳航迹。