摘要针对无人机在实际飞行时尤其是夜间或阴天等恶劣环境下如何有效规避三维障碍物并安全飞行的问题，提出了一种基于数字高程图(Digital Elevation Map, DEM)的三维导航模型，设计了一种改进三维A*算法得出初步规划路径，在此基础上，充分考虑无人机的安全性和动力学约束，结合Bresenham直线生成算法对所得到的初步规划路径进行直线化，再对直线化后的路径进行PH曲线插值优化，最终得到了满足各种约束条件下的无人机可飞行三维安全路径。编程实现了上述算法模型，通过模拟实验证明了所设计算法的有效性，并结合航姿传感器，构建了一种无人机实时三维导航场景仿真系统，有效地展示了无人机三维空间导航和避障过程。87696

毕业论文关键词  DEM  路径规划  A*算法   Bresenham算法  PH曲线

毕业设计说明书外文摘要

Title    Research on three-dimensional digital map navigation method  based on DEM                                     

Abstract In view of the problem of how to effectively avoid the three-dimensional obstacles and safe flight in actual flight, especially in the harsh environment, such as night or cloudy day, a three-dimensional navigation mode based on Digital Elevation Map (DEM) is proposed。 Design a kind of improved three-dimensional A* algorithm to obtain the initial path planning。Give full consideration to the UAV's safety and dynamic constraints, combine Bresenham line drawing algorithm to line the initial path planning。Then use PH curve interpolation to optimize the path after lining。 Finally, can obtain the three-dimensional safety path that UAV can flight under various constraint。The algorithm model is realized by simulation experiments。 And the simulation experiments prove the validity of the designed algorithm。Based on the aircraft attitude sensors, a real-time three-dimensional navigation scene simulation system is constructed, which can effectively show the process of three-dimensional navigation and obstacle avoidance。

Keywords  DEM   path planning  A* algorithm  Bresenham algorithm   PH curve

目   次

1  绪论 1

1。1  研究背景及意义  1

1。2  国内外研究现状  1

1。3  论文主要研究内容与章节安排  3

2  基于DEM的路径规划 5

2。1  路径规划基础知识   5From+优!尔.YouErw.com 加QQ75201`8766

2。2  基于DEM的三维A*算法   6

2。3  基于Bresenham直线生成算法的路径直线化 10

2。4  路径PH曲线插值  14

3  路径规划导航模拟实验 19

3。1  实验方法设计  19

3。2  模拟仿真实验  19

3。3  模拟结果分析  26

4  无人机飞行的三维场景路径导航仿真 28

4。1  开发环境介绍  28

4。2  三维场景路径导航仿真软件设计  28

结论  33

致谢  34

参考文献35

1 绪论

1。1 研究背景及意义

数字高程图（Digital Elevation Map),简称DEM。它是将地面高程用一组有序数值阵列形式表示的一种实体地面模型，是一定范围内规则网格点的平面坐标及其高程或经纬度及其海拔的数据集[1]。随着卫星技术，传感器技术等一系列高新技术的快速发展，DEM数字高程数据的分辨率越来越高，这就为DEM数据的应用奠定了良好的基础。源-于,优Z尔%论^文.网wwW.yOueRw.com 原文+QQ752018~766