55、无人机节能路径规划算法与手语翻译无线穿戴设备综述

无人机节能路径规划算法与手语翻译无线穿戴设备综述

无人机节能路径规划算法

在无人机的应用中，路径规划算法至关重要，它直接影响着无人机的飞行效率和能源消耗。以下将介绍几种常见的路径规划算法。

采样基方法

• 快速探索随机树（RRT） ：该算法通过在工作空间内随机抽取样本构建空间填充树，能在不明确高维空间轮廓的情况下进行高效搜索。它倾向于向未搜索的大面积区域生长。不过，其计算时间会随生成树的大小增加，得到的路径通常不是最优的，但能较容易地为有动态和物理约束的飞行器找到路径，且生成的边数最少。例如，基于RRT的路径规划算法可生成符合线性时态逻辑（LTL）任务要求的成本效益路径，成本函数涵盖危险等级、能源消耗和无线连接性。Kamarry等人通过减少节点冗余和丢弃样本数量，使用紧凑的RRT，缩短了树的生长处理时间和计算成本，从而缩短了路径长度并节省了能源。
• 概率路线图（PRM） ：这是一种运动规划算法，通过检查可用的自由空间并避免碰撞，从配置空间中随机采样来确定路径。它有两个阶段，即构建阶段和查询阶段。在构建阶段近似运动来构建路线图（图），在查询阶段将起始和目标配置连接到图中，然后通过图搜索算法生成路径。但得到的路径质量通常较差，且由于随机性，该方法可能不完整，即在存在狭窄通道时可能无法找到两个位置之间的路径。不过，PRM在合理的计算时间内具有概率最优性和完整性。Chung等人提出了一种基于PRM的方法，用于在空间变化的风场中对无人机进行低成本路径规划，通过有偏采样的路径搜索技术，在可用飞行区域内找到高效的时间路径规划，从而降低了能源消耗。