南京航空航天大学学报

作者：李亚飞，赵瑞

单位：中国民航大学空中交通管理学院，天津 300300；,中国民航大学空中交通管理学院，天津 300300；

关键词：城市交通;无人机;噪声保护区;运行坠地风险;改进Dubins;路径规划

基金：中央高校基本科研业务费项目中国民航大学专项资助（3122024055）。

针对当前无人机（Unmanned aerial vehicle， UAV）在城市范围内运行的噪声、成本与安全问题，对空域进行高度层划分，并在空气动力学等约束条件下，提出了基于噪声保护区的运行成本与坠地风险模型，满足UAV标准运行条件的同时，不仅降低其对环境和地面人群的噪声影响，还降低其运行成本与坠地风险。在此基础上，基于噪声保护区，运用改进Dubins路径规划方法，将Dubins路径规划思想与几何圆的切线相结合，增设节点处理，丰富UAV运行可选路径，并对路径进行优化处理。以Dijkstra算法为搜索最佳路径算法、总成本最低为目标，搜索一条UAV最佳运行路径，并与A*算法进行研究比对。仿真实验验证了所提模型和改进方法的有效性，降低了UAV运行噪声影响，缩减了运行成本，提高了运行的安全性和效率。据算例得出结果：双旋翼中型UAV（质量约15 kg，桨盘面积约1.313 m²）最佳运行高度为40 m，其运行最低总成本为5.42，较其余高度层运行总成本最高减少37.56%，最低减少5.91%。

来源：2024年第6期

《南京航空航天大学学报》期刊编辑部

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