城市区域物流无人机路径规划

针对城市区域物流无人机路径规划问题,采用栅格法进行环境建模,综合考虑无人机性能、任务性质和城市环境等影响要素,以航程、高度变化和危险度最小为目标函数,构建多约束物流无人机路径规划模型.改进A*(A-star)算法求解：为合理预估距离,采用欧氏距离与曼哈顿距离线性组合的方式设计启发函数;为提高搜索效率,引入双向搜索策略;为保证平稳飞行,采用B样条(B-spline)法进行路径优化.结果表明：模型可以实现多目标优化,具有有效性;算法与传统A*算法相比,规划时间少,规划路径航程短,高度变化少,飞行安全稳定.分析参数权重值得出：当3个子目标代价权重系数分别为0.4、0.1和0.5,2种距离权重系数分别为0.15和0.85时,规划路径最优.     

低空空域容量评估研究综述

梳理了空域容量的基本概念,回顾了空域容量评估方法研究的起源与发展历程,总结了4种典型空域容量评估方法(基于数学计算模型的评估方法、基于管制员工作负荷的雷达模拟机评估方法、基于计算机仿真模型的评估方法与基于数据驱动的评估方法)的主要研究成果,结合中国空域管理现状与改革需求,提出了低空空域容量评估框架,分别介绍了低空空域分类与航路划设、起降机场选址布局与容量评估、低空空域容量影响因素分析以及低空空域容量评估方法相关内容,结合未来发展趋势提出了展望。研究结果表明：低空空域分类与划设是容量评估的基本前提,应充分考虑低空空域环境的复杂性,结合航空器性能、应用场景科学规划;起降机场是低空空域环境的关键节点,场点选址与内部结构将直接影响整体低空空域容量水平;低空空域容量影响因素分析是关键步骤,发挥着与低空空域容量评估结果相互验证的作用;目前,尚未形成成熟的低空空域容量评估方法体系,重点介绍了3种方法,分别为基于阈值的空域容量评估方法、基于几何拓扑的空域容量评估方法以及基于控制变量的空域容量评估方法;总体来说,低空空域容量评估是实现低空空域资源合理配置、保证低空空域运行安全高效的重要内容,应结合中国空域管理特点,开展因地制宜的低空空域容量评估方法研究与试点验证。     

城市低空物流无人机航迹规划模型研究

为提高物流无人机在城市低空环境下配送的安全性和公众接受程度,保证运输经济性,提出一种考虑运行风险、噪声水平和运输成本的城市低空物流无人机航迹规划方法。采用栅格法进行空域环境表征,建立基于风险的城市空域环境模型。结合物流配送要求,建立多目标、多约束的物流无人机航迹规划模型。采用改进A*算法进行求解：为降低航迹代价,设计估价函数预估成本;为保证飞行安全,引入安全保护区确保间隔;为提升搜索效率,采用动态步长加快搜索进程。仿真结果表明：本文模型和算法所得航迹的运行风险小、噪声水平低、运输成本低,能够实现多目标优化。分析模型参数可知,当各子目标代价权重分别为0.6、0.1和0.3时,规划航迹最优。保证其余参数不变,增大安全间隔,则风险代价、运输成本代价总体呈增加趋势,噪声代价减少。在本文规划环境下,参考大疆经纬200无人机参数,在安全间隔取15 m时,综合代价最小。     

城市物流无人机起降点布局规划研究

针对城市物流无人机起降点布局规划问题,考虑不同级别的物流无人机起降点,构建以总经济成本最小和客户满意度最高为目标,以禁飞区、无人机性能、容需匹配等为约束的整数规划模型。设计人类学习优化算法(HLO),引入随机学习算子、个体学习算子和社会学习算子。在此基础上,基于真实地理信息数据和物流数据设计仿真实验,验证模型与算法有效性。实验结果表明,所建模型可以实现起降点的合理布局规划,适用于大规模资源配置,具备有效性;人类学习优化算法较遗传算法求解精度与收敛速度更优,表现出较佳性能。参数分析表明,基于该仿真环境的最优经济成本权重和客户满意度权重设置为0.4和0.6,最佳算法学习概率参数组合为5/n和 (0.8+2/n)。据此可对城市物流无人机起降点布局规划提供决策依据。     

自升式海洋平台平衡升降控制策略及试验

受海底环境和载荷变化等因素影响,自升式海洋平台在升降过程中需实时确保姿态平衡。针对四桩腿多电机驱动自升式海洋平台的上升作业,提出一种速度-倾角偏差耦合同步控制策略。搭建了四桩腿海洋升降平台物理模型,根据该控制策略完成了模型平台的电气设计及上升程序设计,并进行了模型平台上升时的平衡试验,平台姿态倾角能够保持在合理范围内,验证了该升降系统控制策略的正确性,可为海洋平台的平衡升降控制提供参考。     

基于FCM与PMHT的红外目标跟踪与检测算法研究

为了对复杂海天背景下红外弱小目标实现稳定、有效的跟踪,文中在参考和改进传统PMHT跟踪算法的基础上,提出了基于FCM和改进PMHT算法的红外弱小多目标跟踪算法。与传统PMHT跟踪算法不同之处在于：这里结合红外弱小目标的位置、灰度、像素面积、航迹等特征参数,在PMHT算法中融入基于特征参数的模糊聚类思想,即在PM-HT算法中,通过模糊聚类来调整系统噪声方差,经过不断修正系统运动模型,从而在整体上完成了对于数据关联的寻优以及对于运动目标模型的在线辨识。     

城市区域物流无人机路径规划

针对城市区域物流无人机路径规划问题,采用栅格法进行环境建模,综合考虑无人机性能、任务性质和城市环境等影响要素,以航程、高度变化和危险度最小为目标函数,构建多约束物流无人机路径规划模型.改进A*(A-star)算法求解：为合理预估距离,采用欧氏距离与曼哈顿距离线性组合的方式设计启发函数;为提高搜索效率,引入双向搜索策略;为保证平稳飞行,采用B样条(B-spline)法进行路径优化.结果表明：模型可以实现多目标优化,具有有效性;算法与传统A*算法相比,规划时间少,规划路径航程短,高度变化少,飞行安全稳定.分析参数权重值得出：当3个子目标代价权重系数分别为0.4、0.1和0.5,2种距离权重系数分别为0.15和0.85时,规划路径最优.