多旋翼物流无人机节能轨迹规划(Python代码实现)

简介: 多旋翼物流无人机节能轨迹规划(Python代码实现)

💥💥💞💞欢迎来到本博客❤️❤️💥💥


🏆博主优势:🌞🌞🌞博客内容尽量做到思维缜密,逻辑清晰,为了方便读者。


⛳️座右铭:行百里者,半于九十。


📋📋📋本文目录如下:🎁🎁🎁


目录


💥1 概述


📚2 运行结果


🌈3 Python代码实现


🎉4 参考文献


💥1 概述

多旋翼物流无人机的节能轨迹规划是一项重要的技术,可以有效减少无人机的能量消耗,延长飞行时间,提高物流效率。下面是一些常见的节能轨迹规划方法:


最短路径规划:通过寻找起点和终点之间的最短路径,减少飞行距离,从而节省能量消耗。可以使用经典的最短路径算法如Dijkstra算法和A*算法来实现。


动态路径规划:考虑当前环境的动态变化,比如风速、天气状况和地形高度等因素,并实时优化飞行路径。这样可以避免飞行过程中遭受很大的阻力,从而减少能量消耗。


高效充电站布置:合理规划充电站的位置,使得无人机在物流任务执行过程中可以方便地进行补充能量。这样无人机可以减少回程飞行距离,节省能量。


光伏充电:在无人机上安装太阳能电池板,通过太阳能充电来提供能源。这种方式可以减少对传统电力的依赖,减少碳排放。


多机协同飞行:通过与其他物流无人机进行协同飞行,在空中形成集群,减少空气阻力,提高整体能源利用效率。


总之,节能轨迹规划为多旋翼物流无人机提供了较大的优化空间,通过合理规划飞行路径、优化充电策略以及使用新能源技术,可以显著减少能量消耗,提高物流效率。


本文考虑静态环境下无人机轨迹轨迹的可行性和能耗特性。


📚2 运行结果


a9c6d1d52f574c0bb6ecd8963485750b.png

ff6d5e2ce364425a9c13e2747e0b11e2.png

9760dc6ced36402c9beb44669ed2cfbd.png


部分代码:

def VelDataAboutTime():
    blocks = []
    b1 = Block(0, 0, 0, 150, 200, 200)   # (x1, y1, z1, x2, y2, z2)
    b2 = Block(100, 150, 120, 300, 400, 450)  # (x1, y1, z1, x2, y2, z2)
    b3 = Block(250, 350, 400, 500, 480, 500)   # (x1, y1, z1, x2, y2, z2)
    b4 = Block(420, 220, 200, 650, 400, 450)   # (x1, y1, z1, x2, y2, z2)
    b5 = Block(550, 80, 150, 650, 400, 300)   # (x1, y1, z1, x2, y2, z2)
    b6 = Block(600, 80, 50, 800, 150, 200)   # (x1, y1, z1, x2, y2, z2)
    blocks.append(b1)
    blocks.append(b2)
    blocks.append(b3)
    blocks.append(b4)
    blocks.append(b5)
    blocks.append(b6)
    block2Ds = []
    for b in blocks:
        block2Ds.append(Block2D(b.x1, b.y1, b.x2, b.y2))
    goal = [800, 100, 60]
    c_x = []  # 每段 (x1, x2)
    c_y = []  # 每段 (y1, y2)
    c_z = []  # 每段 (z1, z2)
    corridor = []
    for block in blocks:
        c_x.append([block.x1, block.x2])  # 提取出每一段的 (x1,x2)
        c_y.append([block.y1, block.y2])  # 提取出每一段的 (y1,y2)
        c_z.append([block.z1, block.z2])  # 提取出每一段的 (z1,z2)
    corridor.append(c_x)
    corridor.append(c_y)
    corridor.append(c_z)
    time = [
        [13, 21, 9, 12, 12, 13],
        [16, 23, 10, 13, 13, 15],
        [18, 25, 11, 15, 15, 16],
        [20, 27, 13, 16, 16, 18],
        [22, 29, 14, 18, 18, 19]
    ]
    # time = [13, 21, 9, 12, 12, 13]  # 80  2.68677585e+04
    # time = [16, 23, 10, 13, 13, 15] # 90  2.88795396e+04
    # time = [18, 25, 11, 15, 15, 16]  # 100  3.10684295e+04
    # time = [20, 27, 13, 16, 16, 18]  # 110   3.33565508e+04
    # time = [22, 29, 14, 18, 18, 19]  # 120  3.57001138e+04
    for i in range(5):
        print("============================================")
        energy, power, s, vel = UAV3D(time[i], goal, corridor)
        print(energy)
        """ save vel to excel """
        vel_x = list(np.array(vel[0]).flatten())
        vel_y = list(np.array(vel[1]).flatten())
        vel_z = list(np.array(vel[2]).flatten())
        for index in range(len(vel_x)):
            velocity = math.sqrt(vel_x[index] ** 2 + vel_y[index] ** 2 + vel_z[index] ** 2)
            CVXsheet.write(index, i, velocity)
    workbook.save('Velocity.xls')
def plot_blocks(blocks):
    plt.figure(1)
    ax = plt.axes(projection='3d')
    ax.set_xlabel('X(m)')
    ax.set_ylabel('Y(m)')
    ax.set_zlabel('Z(m)')
    # ax.set_xticks(np.linspace(0, 100, 4))
    # ax.set_yticks(np.linspace(0, 100, 4))
    # ax.set_zticks(np.linspace(0, 100, 4))
    ax.set_xlim(0, 1000)
    ax.set_ylim(0, 1000)


🌈3 Python代码实现


🎉4 参考文献

部分理论来源于网络,如有侵权请联系删除。

相关文章
|
22天前
|
开发框架 数据建模 中间件
Python中的装饰器:简化代码,增强功能
在Python的世界里,装饰器是那些静悄悄的幕后英雄。它们不张扬,却能默默地为函数或类增添强大的功能。本文将带你了解装饰器的魅力所在,从基础概念到实际应用,我们一步步揭开装饰器的神秘面纱。准备好了吗?让我们开始这段简洁而富有启发性的旅程吧!
30 6
|
1月前
|
存储 缓存 测试技术
Python中的装饰器:功能增强与代码复用的利器
在Python编程中,装饰器是一种强大而灵活的工具,它允许开发者以简洁优雅的方式增强函数或方法的功能。本文将深入探讨装饰器的定义、工作原理、应用场景以及如何自定义装饰器。通过实例演示,我们将展示装饰器如何在不修改原有代码的基础上添加新的行为,从而提高代码的可读性、可维护性和复用性。此外,我们还将讨论装饰器在实际应用中的一些最佳实践和潜在陷阱。
|
1月前
|
人工智能 数据挖掘 Python
Python编程基础:从零开始的代码旅程
【10月更文挑战第41天】在这篇文章中,我们将一起探索Python编程的世界。无论你是编程新手还是希望复习基础知识,本文都将是你的理想之选。我们将从最基础的语法讲起,逐步深入到更复杂的主题。文章将通过实例和练习,让你在实践中学习和理解Python编程。让我们一起开启这段代码之旅吧!
|
15天前
|
数据可视化 Python
以下是一些常用的图表类型及其Python代码示例,使用Matplotlib和Seaborn库。
通过这些思维导图和分析说明表,您可以更直观地理解和选择适合的数据可视化图表类型,帮助更有效地展示和分析数据。
57 8
|
23天前
|
API Python
【Azure Developer】分享一段Python代码调用Graph API创建用户的示例
分享一段Python代码调用Graph API创建用户的示例
45 11
|
24天前
|
测试技术 Python
探索Python中的装饰器:简化代码,增强功能
在Python的世界中,装饰器是那些能够为我们的代码增添魔力的小精灵。它们不仅让代码看起来更加优雅,还能在不改变原有函数定义的情况下,增加额外的功能。本文将通过生动的例子和易于理解的语言,带你领略装饰器的奥秘,从基础概念到实际应用,一起开启Python装饰器的奇妙旅程。
35 11
|
20天前
|
Python
探索Python中的装饰器:简化代码,增强功能
在Python的世界里,装饰器就像是给函数穿上了一件神奇的外套,让它们拥有了超能力。本文将通过浅显易懂的语言和生动的比喻,带你了解装饰器的基本概念、使用方法以及它们如何让你的代码变得更加简洁高效。让我们一起揭开装饰器的神秘面纱,看看它是如何在不改变函数核心逻辑的情况下,为函数增添新功能的吧!
|
21天前
|
程序员 测试技术 数据安全/隐私保护
深入理解Python装饰器:提升代码重用与可读性
本文旨在为中高级Python开发者提供一份关于装饰器的深度解析。通过探讨装饰器的基本原理、类型以及在实际项目中的应用案例,帮助读者更好地理解并运用这一强大的语言特性。不同于常规摘要,本文将以一个实际的软件开发场景引入,逐步揭示装饰器如何优化代码结构,提高开发效率和代码质量。
44 6
|
25天前
|
Python
如何提高Python代码的可读性?
如何提高Python代码的可读性?
38 4
|
25天前
|
Python
Python编程入门:从零开始的代码旅程
本文是一篇针对Python编程初学者的入门指南,将介绍Python的基本语法、数据类型、控制结构以及函数等概念。文章旨在帮助读者快速掌握Python编程的基础知识,并能够编写简单的Python程序。通过本文的学习,读者将能够理解Python代码的基本结构和逻辑,为进一步深入学习打下坚实的基础。