● 摘要
本论文研究了基于启发式信息的三维空间中的路径规划算法，并完成了算法的软件设计和实现。 本课题依据解决问题的需要进行了三维空间上的建模，依据建立的离散化模型设计了数据结构，将启发式信息与遗传算法相结合，成功地进行了三维空间上的离线航线规划，同时使用一种简化的遗传算法进行在线规划，取得了良好的效果。 本课题的一大特色是自己进行数据结构的设计来存储地理信息环境数据，从而抛弃了传统的地理信息数据库，增强了整个系统的通用性，提高了运算速度，极大地缩短了规划时间。由于遗传算法在解决大规模复杂问题寻优方面的突出优点，本课题选择了遗传算法为航线规划的核心算法，并结合本课题实际进行了优化，成功地将启发式信息引入其中，提高了算法效率，减少了运算量，缩短了规划时间，这也是本课题的另一创新之处。结合本课题实际在线规划时降低对规划效果的要求，大胆地对遗传算法进行简化，既能规划出一条较优的航线，又能满足在线规划的时间要求。算法设计是本课题的重点，本论文进行了详细的讲解，包括设计思想、思路，设计的结构流程图，各步骤的详细设计和实施等。考虑到整个航线规划系统的兼容和统一性，核心算法与界面程序一致，在VC环境下使用C语言编写实现，留有函数接口供界面程序调用。 目前实现的系统能够根据无人机的约束条件完成无人机航线的预规划和在线规划任务，并将结果返回界面用以显示。