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基于白鹭群优化算法ESOA的多无人机协同集群避障路径规划算法研究,目标函数:最低成本:路径、高度、威胁、转角附Matlab代码

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🔥 内容介绍

一、引言

在多无人机协同作业场景中,如搜索救援、军事侦察等,确保无人机能够安全、高效地避开障碍物并到达目标地点至关重要。基于白鹭群优化算法(ESOA)的多无人机协同集群避障路径规划算法,以最低成本(涵盖路径、高度、威胁、转角等因素)为目标函数,为解决这一问题提供了新的思路。该算法模拟白鹭群体的觅食、飞行等行为,通过群体协作来优化多无人机的路径规划。

二、白鹭群优化算法 ESOA 原理

  1. 白鹭行为模拟

    :ESOA 模拟白鹭在自然环境中的行为模式。白鹭在觅食时,会根据自身经验以及群体中其他白鹭的信息来调整飞行方向和位置。算法将每只无人机视为一只白鹭个体,其在三维空间中的位置和飞行方向对应白鹭的位置和移动方向。白鹭在寻找食物(目标点)过程中,会避开障碍物(模拟现实中的障碍物),同时考虑与其他白鹭保持适当距离(对应无人机间的避碰需求)。

  2. 关键要素

    ⛳️ 运行结果

    📣 部分代码

    %% 参数设置

    % (1) 设置每个无人机的待优化点的个数

    n=10;

    % % (2) 设置起点和终点

    % start_location = [160;60;50];%100

    % end_location = [900;720;50];%150

    %

    % % (3)设置障碍物

    % R1=50; % Radius 80

    % x1 = 400; y1 = 500; z1 = 100; % center

    %

    % R2=60; % Radius 70

    % x2 = 600; y2 = 100; z2 = 150; % center

    %

    % R3=50; % Radius 80

    % x3 = 500; y3 = 350; z3 = 150; % center

    %

    % R4=70; % Radius 70

    % x4 = 350; y4 = 200; z4 = 150; % center

    %

    % R5=70; % Radius 70

    % x5 = 700; y5 = 550; z5 = 150; % center

    %

    % R6=80; % Radius 80

    % x6 = 650; y6 = 750; z6 = 150; % center

    %

    % R7=70; % Radius 70

    % x7 = 750; y7 = 350; z7 = 150; % center

    %

    % R8=70;

    % x8 = 250; y8 = 350; z8 = 150; % center

    %

    % R9=70;

    % x9 = 530; y9 = 620; z9 = 150; % center

    %

    % R10=60;

    % x10 = 850; y10 = 200; z10 = 150; % center

    %

    % Threats=[x1 y1 z1 R1;x2 y2 z2 R2; x3 y3 z3 R3; x4 y4 z4 R4; x5 y5 z5 R5;x6 y6 z6 R6;x7 y7 z7 R7;x8 y8 z8 R8;x9 y9 z9 R9;x10 y10 z10 R10];

    % (2) 设置起点和终点

    start_location = [150;150;50];

    end_location = [900;720;50];

    % (3)设置障碍物

    R1=30; % Radius 80

    x1 = 400; y1 = 500; z1 = 150; % center

    R2=50; % Radius 70

    x2 = 700; y2 = 150; z2 = 150; % center

    R3=40; % Radius 80

    x3 = 550; y3 = 450; z3 = 150; % center

    R4=50; % Radius 70

    x4 = 350; y4 = 100; z4 = 150; % center

    R5=30; % Radius 70

    x5 = 400; y5 = 650; z5 = 150; % center

    R6=50; % Radius 80

    x6 = 800; y6 = 800; z6 = 150; % center

    R7=70; % Radius 70

    x7 = 750; y7 = 350; z7 = 150; % center

    R8=60;

    x8 = 150; y8 = 350; z8 = 150; % center

    R9=50;

    x9 = 920; y9 = 600; z9 = 150; % center

    R10=50;

    x10 = 920; y10 = 200; z10 = 150; % center

    % Threats=[x1 y1 z1 R1;x2 y2 z2 R2; x3 y3 z3 R3; x5 y5 z5 R5;x6 y6 z6 R6;x7 y7 z7 R7;x8 y8 z8 R8;x9 y9 z9 R9;x10 y10 z10 R10];

    Threats=[x1 y1 z1 R1;x2 y2 z2 R2; x3 y3 z3 R3; x4 y4 z4 R4; x5 y5 z5 R5;x6 y6 z6 R6;x7 y7 z7 R7;x8 y8 z8 R8;x9 y9 z9 R9;x10 y10 z10 R10];

    🔗 参考文献

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    http://www.jsqmd.com/news/1030567/

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