基于改进蚁群算法的植保无人机三维航迹规划

来源：中国农机化学报杂志2025年第2期北京时间：

作者：沈朝萍, 张华, 蔡鹏

摘要：针对当前许多基于二维地图的无人机航迹规划难以满足丘陵山地的植保需求，对经典蚁群算法进行改进与平滑处理，提出一种创新的三维航迹规划方法。优化初始信息素，加快蚁群初期收敛速度；改进启发式函数，确保航迹的合理性；引入精英蚁群更新策略，增强后续蚁群的探索能力；动态调整信息素更新机制，保证算法前期的强探索性并加快算法收敛速度。仿真试验表明，改进蚁群算法具有路径更短、能耗更低、航迹更平滑等优势，同时环境适应性良好。改进蚁群算法相比于经典蚁群算法和A*算法，航迹长度分别缩短40.86%和2.83%，无人机总能耗分别减少45.04%和12.13%，算法运行时间分别节约31.32%和8.86%；在有障碍的三维复杂环境中，验证改进蚁群算法的避障规划能力。

关键词：植保无人机,改进蚁群算法,丘陵山地,三维航迹规划,避障

基金资助：国家自然科学基金面上项目(32271999)；镇江市青年科技人才托举工程项目（ZTRCTJ—2024—038）；镇江市第六期“169工程”科研项目；江苏航空职业技术学院科学技术类课题(JATC2301010)