面向林下环境监测的无人机自适应安全轨迹规划
Adaptive safe trajectory planning for under-canopy UAV monitoring
东北林业大学 计算机与控制工程学院, 哈尔滨 150040
摘要
针对林业监测无人机在林下环境数据采集任务中，对轨迹规划安全性与高平滑性的双重要求，提出了一种分层速度自适应B样条轨迹规划算法。首先，使用B样条曲线对轨迹进行参数化表示，保证轨迹的连续性；在B样条的节点处优化与障碍物距离相关的加速度惩罚项，显著提升轨迹平滑性。然后，在前端搜索最短安全路径后，基于距离与速度方向构建的综合风险权重，实现可变步长的目标扩展以初步调节速度；后端基于速度惩罚项优化B样条节点速度，实现速度自适应，提高轨迹安全性。最后，构建自定义的AirSim树林仿真环境，对算法进行仿真验证。结果表明，提出的算法在实现速度自适应的同时兼具高平滑性，轨迹飞行路径最短，整体飞行时间较优，且在提高最大飞行速度后仍能安全穿越密集树林，展现出良好的飞行性能与鲁棒性。
基金项目
国家自然科学基金青年科学基金项目(62403118)
中央高校基本科研业务费专项资金资助(2572024BR24)
出版信息
DOI: 10.19734/j.issn.1001-3695.2026.01.0015
出版期卷: 《计算机应用研究》 优先出版, 2026年第43卷 第9期
发布历史
[2026-05-22] 优先出版
引用本文
张万军, 宋文龙, 梁野, 等. 面向林下环境监测的无人机自适应安全轨迹规划 [J]. 计算机应用研究, 2026, 43 (9). (2026-06-02). https://doi.org/10.19734/j.issn.1001-3695.2026.01.0015. (Zhang Wanjun, Song Wenlong, Liang Ye, et al. Adaptive safe trajectory planning for under-canopy UAV monitoring [J]. Application Research of Computers, 2026, 43 (9). (2026-06-02). https://doi.org/10.19734/j.issn.1001-3695.2026.01.0015. )
关于期刊
- 计算机应用研究 月刊
- Application Research of Computers
-
刊号
ISSN 1001-3695
CN 51-1196/TP
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