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障碍环境固定翼飞行器航迹规划方法研究的任务书
任务书
1.研究背景
近年来，无人机技术的飞速发展带动了航空领域的变革，固定翼飞行器作为无人机的重要组成部分，在各领域得到了广泛应用。然而，在实际飞行过程中，固定翼飞行器面临着复杂多变的环境和任务需求。行业发展需要更加智能化和自主化的飞行器完成高难度的任务，例如在障碍物环境下进行飞行，并且需要针对不同的任务制定适当的飞行路线，保障飞行器的安全和任务的顺利完成。因此，障碍环境固定翼飞行器航迹规划方法的研究变得尤为重要。
2.研究目的
本研究旨在探究在障碍物环境下如何制定固定翼飞行器的航迹规划，提高固定翼飞行器对障碍物的自主识别和避障能力，在确保安全的前提下完成飞行任务。
3.研究内容
（1）分析障碍物及其环境：针对飞行器飞行的环境，分析障碍物的种类、数量、分布等因素，确定飞行器需要避开的障碍物。
（2）模型建立：以固定翼飞行器的设计和性能参数为基础，建立能够反映飞行器运动状态的动态模型，并利用模型预测飞行器的运动轨迹。
（3）避障算法设计：针对模型预测的运动轨迹，设计一套避障算法，实现飞行器航迹规划。
（4）仿真验证：使用类比环境进行仿真实验，验证所提出的航迹规划方法的可行性和有效性。
4.预期成果
通过对障碍环境固定翼飞行器航迹规划方法的研究，预期达到以下成果：
（1）确定合适的障碍物识别和避障算法，保障飞行器的安全。
（2）设计一套适用于特定任务的固定翼飞行器航迹规划方法。
（3）通过仿真模拟实验，验证所提出的方法在实际环境中的可行性和有效性。
5.研究计划
阶段一：研究背景及目的明确，文献综述（5周）；
阶段二：分析障碍环境和固定翼飞行器机体、动力系统等设计和性能参数，建立固定翼飞行器的动态模型（8周）；
阶段三：设计障碍物识别和避障算法，制定固定翼航迹规划方法（8周）；
阶段四：使用类比环境进行仿真实验，验证所提出的方法的可行性和有效性（3周）；
阶段五：撰写论文，准备口头报告（4周）。
6.参考文献
[1]M.Chen,H.Zhou,L.Zhangetal.Multiscalestructure-guidedsequentialobstacleestimationandtrajectoryplanningforUAVnavigation.IEEETransactionsonCybernetics,2018,50(6):2583-2595.
[2]J.Z.Liu,Y.Dong&W.Bai.Ahierarchicalrecedinghorizonpathplanningforfixed-wingUAVsinclutteredenvironment.AerospaceScienceandTechnology,2019,85:71-79.
[3]Y.Li,C.Wang,Z.Zhouetal.Anapproachforautonomousobstacleavoidanceforfixed-wingUAVsbasedonDelaunaytriangulation.AerospaceScienceandTechnology,2021,105:106016.
[4]S.I.Sohail,H.T.Jung,J.H.Kim.etal.Pathplanningoffixed-wingUAVusingoptinumfreepathandModifiedRapidly-exploringRandomTreesalgorithm.AerospaceScienceandTechnology,2021,111:106681.
[5]P.Wang,K.H.Ang.Fixed-wingUAVobstacleavoidancebasedonartificialpotentialfieldandtargettracking.JournalofIntelligent&RoboticSystems,2017,86(2):265-276.