题目：复杂地形环境下无人机三维航迹规划方法研究

    无人机航迹规划作为无人机实现自主飞行的关键技术之一，具有重大的研究意义和研究价值。本论文针对无人机复杂地形环境下的航迹规划任务，围绕无人机航迹规划方法进行了深入研究：1）航迹规划建模；2）无人机航迹分层规划；3）无人机航迹在线实时规划。

    在无人机航迹规划建模方面，主要进行四个方面研究：一、对无人机飞行环境中可能存在的地形、威胁、障碍物以及恶劣气候区等，给出了相应的模型建立方法。二、研究规划空间的离散化方法，并给出了不同方法的特点。三、飞行航迹建模方法，用一系列航路点表示航迹。四、研究代价函数的定义方法，并且给出了一种代价函数。

    提出了一种基于概率地图(Probabilistic Roadmap, PRM)的分层规划方法---基于概率地图的航迹双层规划方法(Two-layer Probabilistic Roadmap, TLPRM)。在预规划层，通过学习阶段和预查询阶段得出一条预规划航迹。在重规划层，通过对预规划阶段生成的概率地图、OPEN表和CLOSED表的维护，可以快速获得一条当前全局最优航迹。

    给出了一种基于PRM的无人机航迹在线实时规划方法---RPRM(Rolling Probabilistic Roadmap)。该方法中，采用“双层单规划”的框架解决无人机航迹在线实时规划问题。学习层根据已知环境信息，构建一张概率地图以便规划层使用；规划层采用航迹飞行与航迹规划相结合的思想，将航迹规划分解为多个查询周期，在保证航迹安全性的同时满足在线航迹规划对实时性的要求。

    将TLPRM方法用于解决无人机低空突防航迹规划问题。基于低空突防对地形跟随/地形回避/威胁回避的要求，提出了一种复合型采样方法。该方法通过将概率地图限定在地形以上的某个安全高度范围内，不仅可以有效减小搜索空间，减少搜索时间，而且可以提高无人机生存效率。