关键词:
低空交通
多无人机
冲突消解
路径规划
动态风险地图
摘要:
针对低空经济发展过程中无人机在城市复杂环境运行时面临的安全性、经济损失、社会影响及运行效率等挑战,提出了一种融合风险规避与组合策略的多无人机协同路径规划方法。首先,基于真实城市环境构建三维栅格地图,融合多源风险信息,建立了风险评估与动态风险地图模型;其次,针对单架无人机,基于动态风险地图改进路径规划算法,引导无人机主动规避高风险区域,实现了路径总风险与长度的协同最小化;再次,针对多无人机间的冲突问题,综合考虑冲突风险、路径长度、路径风险和剩余路程比等指标,构建无人机优先级计算模型,并制定组合冲突消解策略,实现了多无人机协同路径规划。试验结果表明:所提改进算法相较于Dijkstra算法、蚁群优化算法和粒子群优化算法,路径风险分别降低了6.59%、25.94%和20.24%,路径长度分别减少了9.80%、11.94%和9.54%;在多无人机协同规划中,所设计的组合冲突消解策略针对5、10、15架无人机不同规模场景,其计算耗时较路径重规划策略分别降低了24.56%、27.42%和36.42%,任务耗时较起点等待策略分别减少了2.83%、3.29%和4.09%。该方法可高效解决无人机间的冲突,最终生成兼具安全性与经济性的协同飞行路径。