考虑任务优先级的多无人机三维航迹协同规划模型和算法
1.中国民航大学 空中交通管理学院,天津 300300;
2.西安交通大学 软件学院,陕西 西安 710049;
3. 中国民用航空飞行学院 民航飞行技术与飞行安全重点实验室,四川 广汉 618300
网络出版日期: 2026-01-18
Multi-UAV 3D Trajectory Collaborative Planning Model and Algorithm Considering Task Priority
1. College of Air Traffic Management, Civil Aviation University of China, Tianjin 300300, China;
2. School of Software Engineering, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, Shaanxi, China;
3. Key Laboratory of Flight Techniques and Flight Safety, Civil Aviation Flight University of China, Guanghan 618300, Sichuan, China
Online published: 2026-01-18
根据不同无人机的起讫点和计划出发时间,考虑时-空冲突、限制区空间分布、无人机性能等因素,建立一种考虑任务优先级的多无人机三维航迹协同规划模型,追求航迹长度成本和延误时间成本最少。设计求解该模型的多策略徒步优化算法,利用Logistic-Cubic混合映射进行种群初始化,在算法的探索阶段融合黄金正弦策略、开发位置更新策略对个体扰动以避免算法局部收敛现象,使用徒步旅行者交互寻找捷径策略以加快算法收敛能力。比较本文算法与其他5种经典算法求解12个基准测试函数的性能差异,并进行其改进策略的消融实验,从而验证该算法的可行性。最后,以某真实场景的无人机路径规划为例,剖析有、无推迟时间、任务优先级和时空冲突对调度结果的影响,并进一步比较这些算法的求解性能。研究表明:(1)虽然本模型比传统模型的总飞行时间、延误时间和里程分别增加0.8%、12.6%和1.7%,但是更加符合实际;(2)本文算法的解质量比HOA、DBO、GWO、PSO和SSA分别减少56.4%、82.4%、46.5%、91.9%和81.4%,其收敛性比它们也分别减少38.6%、86.1%、83.3%、48.4%和69.2%。
孙博, 章文鹏, 魏明 . 考虑任务优先级的多无人机三维航迹协同规划模型和算法[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 0 : 1 . DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.250301
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