无人机航迹控制模块的优化设计与实现

摘要

当前在无人机作业过程中，能够根据预设的目的地信息自主控制飞行的模块，在多个最优方案条件下，需要预设复杂约束条件，否则就会存在寻优过程不收敛的问题，导致控制效果不佳。针对这一问题，研究了无人机航迹自主控制模块的改进设计。设计可以采集无人机的位置、速度等飞行信息，并上传至飞行主控器的模块硬件，软件在符合无人机飞行约束与威胁约束的条件下，规划获取后续飞行的最优航迹点。为了保证无人机飞行距离最短、高度最小，将无人机航迹自主控制问题变成优化问题。在面临多个最优方案条件下，构建基于鲸鱼算法的无人机航迹选择模型，以无人机飞行航线代价最小为目的，使用鲸鱼算法求解无人机航迹自主控制方案，完成软件设计。实验结果显示：使用所设计模块后，无人机可自主控制飞行航迹，成功避开静态威胁因素、动态威胁因素安全飞行至目的地。

关键词

无人机 / 航迹自主控制模块 / 鲸鱼算法 / 约束条件 / 不收敛 / 选择模型 / 航迹规划

基金资助

中国南方电网有限责任公司超高压输电公司研究项目(CGYKJXM20200212)