当前位置：首页 > news >正文

MOPSO实现无人机多目标路径规划（Matlab完整源码和数据）

news 来源：原创 2025/8/13 13:06:08

在这里插入图片描述

一、MOPSO算法核心原理

MOPSO（多目标粒子群优化算法）通过模拟鸟群觅食行为，在搜索空间中寻找满足多个冲突目标的Pareto最优解集。其核心流程包括：

粒子初始化：随机生成粒子群，每个粒子代表一条候选路径，包含位置（路径坐标序列）和速度（路径调整方向）信息。
适应度评价：计算路径的多个目标函数值（如路径长度、能耗、安全距离等）。
非支配排序：构建外部档案（External Archive, EA）存储当前非支配解，通过网格密度法或拥挤距离法维护档案多样性。
全局/个体最优解更新：从EA中选择引导粒子，结合3-opt局部优化策略提升解质量。
速度与位置更新：通过公式迭代调整粒子状态，直至满足终止条件。

二、无人机路径规划多目标建模

1. 目标函数设计

目标函数需综合考虑以下因素（以三维路径为例）：

% 示例目标函数（需根据实际需求调整权重）
function [f1, f2, f3] = fitness(path)% 目标1：路径总长度（欧氏距离累加）f1 = sum(sqrt(diff(path.x).^2 + diff(path.y).^2 + diff(path.z).^2));% 目标2：最小安全距离（与障碍物的最近距离）f2 = min(calculateObstacleDistance(path)); % 目标3：能耗模型（与高度变化相关）f3 = sum(abs(diff(path.z)) * energy_per_meter); 
end

权重法：线性加权组合多个目标（如F = w1*f1 + w2*f2 + w3*f3）。
Pareto法：独立优化各目标，通过非支配解集提供多种权衡方案。

2. 关键约束条件

约束类型	处理方法
飞行高度	限制z坐标范围，超限时施加惩罚项（如`penalty = γ*(h_actual - h_max)`）
转弯半径	通过Dubins曲线平滑路径，确保符合无人机机动能力
障碍物避碰	使用栅格法建模环境，检测路径段与障碍物相交性
能量限制	最大路径长度约束，超限粒子直接淘汰

三、障碍物建模与避障策略

1. 环境建模方法

栅格化处理：将三维空间离散化为立方体网格，标记障碍物栅格（0/1矩阵）。
不规则障碍物：采用凸化填充法将凹多边形分解为多个凸多边形，简化碰撞检测。

% 示例：障碍物栅格地图生成
map.resolution = 0.5; % 栅格粒度（km）
map.obstacles = load('obstacle_coordinates.txt'); 
gridMap = createGrid3D(map.obstacles, map.resolution);

2. 避障检测算法

射线法：判断路径段是否与障碍物边界相交。
安全裕度：设置缓冲区（如0.4km），路径需与障碍物保持最小距离。

function isCollision = checkCollision(path, gridMap, safeMargin)for i = 1:length(path.x)-1segment = [path.x(i:i+1), path.y(i:i+1), path.z(i:i+1)];if rayCast(segment, gridMap, safeMargin)isCollision = true;return;endendisCollision = false;
end

四、MOPSO算法Matlab实现框架

1. 主程序结构

% MOPSO参数设置
nParticles = 100;    % 粒子数量
maxIter = 200;       % 最大迭代次数
w = 0.7;             % 惯性权重
c1 = 1.5; c2 = 1.5; % 学习因子
gridSize = [50,50];  % 外部档案网格维度% 初始化粒子群
particles = initializeParticles(nParticles, map);
archive = [];        % 外部档案for iter = 1:maxIter% 计算适应度并更新非支配解fitnessValues = evaluateFitness(particles);[nonDominated, dominated] = fastNonDominatedSort(fitnessValues);archive = updateArchive([archive; particles(nonDominated)], gridSize);% 选择全局引导粒子（基于网格密度）gBest = selectGlobalBest(archive);% 更新粒子速度与位置particles = updateParticles(particles, gBest, w, c1, c2);% 应用3-opt局部优化（提升路径平滑性）particles = apply3Opt(particles, map);% 越界处理与约束修复particles = repairParticles(particles, map);
end% 输出Pareto最优解集
plotParetoFront(archive);

2. 关键函数实现

非支配排序：采用NSGA-II的快速非支配排序算法，复杂度O(MN²)。
外部档案管理：使用自适应网格法维护解集多样性，删除密集区域冗余解。
3-opt优化：对全局最优解进行局部路径优化，减少不必要的转折点。

五、Pareto前沿可视化

通过Matplotlib或Matlab内置绘图工具展示多目标优化结果：

function plotParetoFront(archive)f1 = [archive.f1];f2 = [archive.f2];scatter(f1, f2, 'filled');xlabel('路径长度 (km)'); ylabel('安全距离 (m)');title('MOPSO Pareto前沿');grid on;
end

六、完整代码获取：私信博主回复MOPSO实现无人机多目标路径规划（Matlab完整源码和数据）

MOPSO实现无人机多目标路径规划（Matlab完整源码和数据）

一、MOPSO算法核心原理 MOPSO（多目标粒子群优化算法）通过模拟鸟群觅食行为，在搜索空间中寻找满足多个冲突目标的Pareto最优解集。其核心流程包括： 粒子初始化：随机生成粒子群，每个粒子代表一条候选路径&a…...

编程日记 2025/8/13 13:06:08

Python：使用web框架Flask搭建网站

Date: 2025.04.19 20:30:43 author: lijianzhan Flask 是一个轻量级的 Python Web 开发框架，以简洁灵活著称，适合快速构建中小型 Web 应用或 API 服务。以下是 Flask 的核心概念、使用方法和实践指南 Flask 的核心特点： 轻量级核心代码仅约…...

编程日记 2025/8/13 13:02:28

芝法酱躺平攻略（21）——kafka安装和使用

本节内容比较初级，故接着躺平攻略写一、官网的下载 1.1 下载解压首先，去官网下载jar包，放进linux中，解压到对应位置。我的位置放在/WORK/MIDDLEWARE/kafka/4.0 1.2 常见配置 # 每个topic默认的分片数 num.properties4 # 数…...

编程日记 2025/8/13 13:01:01

C语言知识复习资料

## 第一章 C语言基本知识 ### 【考点1】C程序 - 用C语言编写的程序称为C语言源程序，源程序文件后缀名为".c" - 源程序经编译后生成后缀名为".obj"的目标文件 - 再把目标文件与各种库函数连接起来，生成后缀名为".exe"可执行文件 - C语言有三…...

编程日记 2025/8/13 1:34:20

CMFA在自动驾驶中的应用案例

CMFA在自动驾驶中的典型应用案例 CMFA（Cross-Modal Feature Alignment）方法在自动驾驶领域有多个成功的应用场景，以下是几个典型案例： 1. 多模态3D目标检测 ‌应用场景‌：车辆、行人、骑行者等交通参与者的精确检测 ‌…...

编程日记 2025/8/13 4:32:56

进程控制（下）【Linux操作系统】

文章目录进程程序替换进程替换有关函数和指令函数：execl函数：execv函数：execlp函数：execvp函数：execvpe 进程替换的原理为什么进程替换时，原进程的环境变量不会被覆盖？ 进程替换具体会造成什么…...

编程日记 2025/8/13 13:02:18

【后端】【python】Python 爬虫常用的框架解析

一、总结 Python 爬虫常用的框架主要分为三类： 轻量级请求库：如 requests、httpx，用于快速发请求。解析与处理库：如 BeautifulSoup、lxml、pyquery。爬虫框架系统：如 Scrapy、pyspider、Selenium、Playwright 等&am…...

编程日记 2025/8/13 13:06:08

JDBC 数据库连接全解析：从驱动配置到工具类封装

目录一. 将MySQL对应版本的jar包放入Java项目中 1. 准备工作 2. 复制到Java项目二. 获取数据库连接 1. 连接Mysql数据库的URL 2. 连接数据库的用户名 3. 连接数据库的密码 4. 通过反射实例化三. Properties文件用法 1. properties文件介绍 2. Properties工具类 a.…...

编程日记 2025/8/13 13:00:50

【图片识别分类】如何快速识别照片中的水印文字，对图片进行关键字分类，快速整理水印相机拍摄图片，基于WPF和腾讯OCR的技术实现

项目背景在施工现场，施工人员通常会使用水印相机拍摄照片，这些照片带有时间、地点、施工阶段等水印信息。为了便于管理和归档，需要快速识别照片中的水印文字，并根据关键字对照片进行分类和整理。界面设计界面设计简洁直观&…...

编程日记 2025/8/13 13:01:02

第32讲：卫星遥感与深度学习融合 —— 让地球“读懂”算法的语言

目录 🔍 一、讲讲“遥感+深度学习”到底是干啥的？ ✅ 能解决什么问题？ 🧠 二、基础原理串讲：深度学习如何“看懂”遥感图？ 🛰 遥感图像数据类型： 🧠 CNN的基本思路： 🧪 三、实战案例：用CNN对遥感图像做地类分类 📦 所需R包： 🗂️ 步骤一：构建训…...

编程日记 2025/8/13 13:03:49

Java 静态变量、静态方法及工具类介绍

目录一、静态变量（Static Variables） 1. 基本概念 2. 核心特性 (1)类级别共享 (2)生命周期 (3)内存分配 3. 使用方法 (1)访问方式 (2)初始化时机 4. 典型应用场景 (1)共享常量 (2)计数器功能 (3)配置信息二、静态方法（Static …...

编程日记 2025/8/13 13:04:04

【win 1】win 右键菜单添加 idea pycharm vscode trae 打开文件夹

编程时经常需要通过程序打开文件夹，有时安装时没注意选上添加到右键菜单，又不想重新安装，有什么方法？ 之前教程都是改注册表有点繁琐，这里利用开源的 windows 右键管理软件，可以快捷简单的添加。右键菜…...

编程日记 2025/8/2 19:03:08

XSS跨站脚本攻击漏洞

目录一、基本概念二、XSS分类 1、反射型XSS 2、存储型XSS 3、DOM型XSS 三、手工测试 1、反射型XSS漏洞 （1）安全等级low （2）DOM的XSS （3）安全等级medium （4）安全等级hig…...

编程日记 2025/8/12 16:35:26

TensorFlow 实现 Mixture Density Network (MDN) 的完整说明

本文档详细解释了一段使用 TensorFlow 构建和训练混合密度网络（Mixture Density Network, MDN）的代码，涵盖数据生成、模型构建、自定义损失函数与预测可视化等各个环节。 1. 导入库与设置超参数 import numpy as np import tensorflow as t…...

编程日记 2025/8/13 8:27:04

servlet-服务器内部转发和客户端重定向

服务器内部转发以及客户端重定向服务器内部转发以及客户端重定向1）服务器内部转发：request.getRequestDispatcher("...").forward(request,response);--- 一次请求响应的过程，对于客户端而言，内部转发多少次&#xff…...

编程日记 2025/8/9 12:29:08

手动实现LinkedList

前言大家好，我是Maybe。最近在学习数据结构中的链表，自己手动实现了一个LinkedList。我想与大家分享一下。思维导图代码部分 package Constant;public class constant {public static final String INDEX_IS_WRONG"输入的下标不合法"; }p…...

编程日记 2025/8/8 10:01:42

实现AWS Step Function安全地请求企业内部API返回数据

需要编写一个Step Function在AWS云上运行，它需要访问企业内部的API获取JSON格式的数据，企业有网关和防火墙，API有公司的okta身份认证，通过公司的域账号来授权访问，现在需要创建一个专用的域账号，让Step Fun…...

编程日记 2025/8/6 19:14:29

掌握 MySQL：从命令行操作到数据类型与字段管理

掌握 MySQL：从命令行操作到数据类型与字段管理 MySQL 作为全球最流行的开源关系型数据库管理系统，广泛应用于 Web 开发、数据分析和企业级应用中。无论是初学者还是资深开发者，掌握 MySQL 的基本命令行操作、了解其数据库类型、数据类型、字…...

编程日记 2025/8/8 10:23:56

基于大语言模型的自动化单元测试生成系统及测试套件评估方法

A System for Automated Unit Test Generation Using Large Language Models and Assessment of Generated Test Suites 翻译于上述论文基于大语言模型的自动化单元测试生成系统及测试套件评估方法摘要单元测试是软件测试生命周期中最基础的测试层级，对确保软…...

编程日记 2025/8/4 5:45:52

使用vue2技术写了一个纯前端的静态网站商城-鲜花销售商城

先给大家看一下网站的整体效果截图： 这个前端静态网站项目主要实现了以下功能： 商城首页、商品分类页、登录注册页、个人中心页、我的收藏页、我的订单页、商品详情页等功能。最近不是在学习前端开发嘛，肯定要做一些项目来练习以下自己学…...

编程日记 2025/8/5 14:03:10

PyTorch深度学习框架60天进阶学习计划 - 第46天：自动化模型设计（一）

PyTorch深度学习框架60天进阶学习计划 - 第46天：自动化模型设计（一） 第一部分：使用ENAS算法生成图像分类网络大家好！欢迎来到我们PyTorch深度学习框架60天进阶学习计划的第46天。今天我们要深入探讨一个话题——使用…...

编程日记 2025/8/4 7:49:39

【上海大学计算机系统结构实验报告】多机环境下MPI并行编程

实验目的学习编制多进程并行程序实现如下功能： 创建多进程，输出进程号和进程数。运行多进程并行例子程序。编程实现大规模矩阵的并行计算。实验过程及结果分析实验环境操作系统：Ubuntu 20.04开发工具：GCC 9.3.0、OpenMPI…...

编程日记 2025/8/11 17:29:48

实用电脑工具，轻松实现定时操作

软件介绍如果你的电脑有时候需要像个听话的小助手一样，按照你的指令在特定时间做些事情，比如到了点就关机、开机，或者自动打开某个软件，那你可得了解下这个小帮手啦！ 小巧功能却不少程序定时器是一款超实用的电脑…...

编程日记 2025/8/12 19:25:47

jQuery — 动画和事件

介绍 jQuery动画与事件是提升网页交互的核心工具。动画方面，jQuery通过简洁API实现平滑过渡效果，提供预设方法如slideUp()，支持.animate()自定义CSS属性动画，并内置队列系统实现动画链式执行。开发者可精准控制动画速度、回调时机…...

编程日记 2025/8/9 8:54:55

Kubernetes相关的名词解释kube-proxy插件（3）

什么是kube-proxy？ kube-proxy 是一个网络代理组件，运行在每个节点（Node）上，是 Kubernetes 服务（Service）功能的核心实现之一。它的主要职责是通过维护网络规则，实现集群内服务&…...

编程日记 2025/8/11 0:24:45

第3章垃圾收集器与内存分配策略《深入理解Java虚拟机：JVM高级特性与最佳实践（第3版）》

第3章垃圾收集器与内存分配策略 3.2 对象已死 Java世界中的所有对象实例，垃圾收集器进行回收前就是确定对象哪些是活着的，哪些已经死去。 3.2.1 引用计数算法常见的回答是：给对象中添加一个引用计数器，有地方引用&#xff0…...

编程日记 2025/8/12 10:07:35

MCP是什么？为什么突然那么火？

什么是MCP? MCP全称为Model Context Protocol（模型上下文协议），是由Anthropic公司在2024年11月推出的一个开源协议。Anthropic是一家以其开发的Claude大语言模型而闻名的公司。MCP旨在提供一个通用的开放标准，以简化大型语言模型…...

编程日记 2025/8/10 17:27:55

与终端同居日记：Linux指令の进阶撩拨手册

前情提要： 当你和终端的关系从「早安打卡」进阶到「深夜代码同居」，那些曾经高冷的指令开始展露致命の反差萌—— man 是那个永远在线的钢铁直男说明书，只会说："想懂我？自己看文档！"&#xff08…...

编程日记 2025/8/9 1:43:47

STM32单片机入门学习——第42节: [12-2] BKP备份寄存器RTC实时时钟

写这个文章是用来学习的,记录一下我的学习过程。希望我能一直坚持下去,我只是一个小白,只是想好好学习,我知道这会很难，但我还是想去做！ 本文写于：2025.04.19 STM32开发板学习——第42节: [12-2] BKP备份寄存器&RTC实时时钟前言开发板说…...

编程日记 2025/7/31 14:53:38

AI 驱动抗生素发现：从靶点到化合物测试

AI 驱动抗生素发现：从靶点到化合物测试目录基于 AI 驱动的研发流程发现抗生素，整合靶点选择和深度学习分子生成，显著提升了候选药物发现效率。结合数据平衡技术，机器学习和 AutoML 能有效提升不平衡数据集分类性能。RibbonFold 是一种新的 AI 模型，可以准确预测淀粉样蛋…...

编程日记 2025/8/11 5:14:32

群晖威联通飞牛等nas如何把宿主机硬盘挂接到可道云docker容器中

可道云系统是用户常用的一款面向个人用户的轻量级私有云存储工具，以高效管理和安全存储为核心，打造便捷的数字化办公体验。但是用户希望把原有其他磁盘中文件挂接到这个新系统中有很大的难度,主要是对linux文件系统理解有很大的误区,认为目录结构是固定的…...

编程日记 2025/8/12 0:33:27

用 R 语言打造交互式叙事地图：讲述黄河源区生态变化的故事

目录 🌟 项目背景：黄河源头的生态变迁 🧰 技术栈介绍 🗺️ 最终效果预览 💻 项目构建步骤 1️⃣ 数据准备 2️⃣ 构建 Leaflet 地图 3️⃣ 使用 scrollama 实现滚动触发事件 4️⃣ 使用 R Markdown / Quarto 打包发布 🎬 效果展示截图 📦 完整代码仓库 …...

编程日记 2025/8/11 3:11:51

opencv(双线性插值原理)

双线性插值是一种图像缩放、旋转或平移时进行像素值估计的插值方法。当需要对图像进行变换时，特别是尺寸变化时，原始图像的某些像素坐标可能不再是新图像中的整数位置，这时就需要使用插值算法来确定这些非整数坐标的像素值。双线性插值的工…...

编程日记 2025/8/4 12:38:29

Flutter 弹窗队列管理：实现一个线程安全的通用弹窗队列系统

在开发复杂的 Flutter 应用时，弹窗的管理往往是一个令人头疼的问题。尤其是在多个弹窗需要按顺序显示，或者弹窗的显示需要满足特定条件时，手动管理弹窗的显示和隐藏不仅繁琐，还容易出错。为了解决这个问题，我们可以实现…...

编程日记 2025/8/6 7:27:54

Linux压缩与解压命令完全指南：tar.gz、zip等格式详解

Linux压缩与解压命令完全指南：tar.gz、zip等格式详解在Linux系统中，文件压缩和解压是日常操作中不可或缺的一部分。本文将全面介绍Linux下常用的压缩和解压命令，包括tar.gz、tar、zip等格式的区别和使用方法，帮助你高效管理文件…...

编程日记 2025/8/10 10:56:01

一、doris常用SQL 1、doris统计数据库的总大小（单位：MB） SELECT table_schema AS database_name,ROUND(SUM(data_length) / 1024 / 1024, 2) AS database_size_MB FROM information_schema.tables WHERE table_schema NOT IN (information…...

编程日记 2025/8/11 15:16:35

实现AWS Lambda函数安全地请求企业内部API返回数据

需要编写一个Lambda函数在AWS云上运行，它需要访问企业内部的API获取JSON格式的数据，企业有网关和防火墙，API有公司的okta身份认证，通过公司的域账号来授权访问，现在需要创建一个专用的域账号，让Lambda函数访…...

编程日记 2025/8/7 20:41:05

【Easylive】Interact与Web服务调用实例及网关安全拦截机制解析

【Easylive】项目常见问题解答（自用&持续更新中…） 汇总版 easylive-cloud-interacteasylive-cloud-web 1. 不同服务（web和interact）之间的调用方式调用流程 • 角色分工： • easylive-cloud-web：作…...

编程日记 2025/8/7 8:24:35

【HDFS】EC重构过程中的校验功能：DecodingValidator

一、动机 DecodingValidator是在HDFS-15759中引入的一个用于校验EC数据重构正确性的组件。先说下引入DecodingValidator的动机，据很多已知的ISSUE（如HDFS-14768, HDFS-15186, HDFS-15240，这些目前都已经fix了）反馈， EC在重构的时候可能会有各种各样的问题，导致数据错误…...

编程日记 2025/8/8 9:53:05

Chromium 134 编译指南 macOS篇：编译优化技巧（六）

1. 引言在Chromium 134的开发过程中，优化编译速度是提升开发效率的关键因素。本文将重点介绍如何使用ccache工具来加速C/C代码的编译过程，特别是在频繁切换分支和修改代码时。通过合理配置和使用这些工具，您将能够显著减少编译时间&#xf…...

编程日记 2025/8/9 22:48:30

FPGA——基于DE2_115实现DDS信号发生器

FPGA——基于DE2_115实现DDS信号发生器文章目录 FPGA——基于DE2_115实现DDS信号发生器一、实验要求二、实现过程（1）新建工程二、波形存储器ROM（1）方波模块（2）正弦波形存储器（3）锁…...

编程日记 2025/8/4 18:45:53

PHP中的ReflectionClass讲解【详细版】

快餐： ReflectionClass精简版在PHP中，ReflectionClass是一个功能强大的反射类，它就像是一个类的“X光透视镜”，能让我们在程序运行时深入了解类的内部结构和各种细节。一、反射类的基本概念和重要性反射是指在程序运行期间获…...

编程日记 2025/8/11 21:24:47

嵌入式面试题解析：常见基础知识点详解

在嵌入式领域的面试中，基础知识点的考察尤为重要。下面对一些常见面试题进行详细解析，帮助新手一步步理解。一、原码、反码、补码及补码的好处题目什么叫原码、反码、补码？计算机学科引入补码有什么好处？ 在计算机科学中&a…...

编程日记 2025/8/13 4:19:47

GPU渲染阶段介绍+Shader基础结构实现

GPU是什么 （CPU）Center Processing Unit:逻辑编程 （GPU）Graphics Processing Unit：图形处理（矩阵运算，数据公式运算，光栅化） 渲染管线渲染管线也称为渲染流水线&#x…...

编程日记 2025/7/31 14:53:06

08-DevOps-向Harbor上传自定义镜像

harbor创建完成，往harbor镜像仓库中上传自定义的镜像，包括新建项目、docker配置镜像地址、镜像重命名、登录harbor、推送镜像这几个步骤，具体操作如下： harbor中新建项目访问级别公开，代表任何人都可以拉取仓库中的镜…...

编程日记 2025/8/9 1:31:47

C++学习之路，从0到精通的征途：vector类的模拟实现

目录一.vector的介绍二.vector的接口实现 1.成员变量 2.迭代器 （1）begin （2）end 3.容量操作 （1）size，capacity （2）reserve （3）resize…...

编程日记 2025/8/8 15:49:52

嵌入式软件--stm32 DAY 2

大家学习嵌入式的时候，多多学习用KEIL写代码，虽然作为编译器，大家常用vscode等常用工具关联编码，但目前keil仍然是主流工具之一，学习掌握十分必要。 1.再次创建项目 1.1编译器自动生成文件 1.2初始文件这样下次创建新…...

编程日记 2025/8/10 12:28:39

多模态大语言模型arxiv论文略读（二十九）

Temporal Insight Enhancement: Mitigating Temporal Hallucination in Multimodal Large Language Models ➡️ 论文标题：Temporal Insight Enhancement: Mitigating Temporal Hallucination in Multimodal Large Language Models ➡️ 论文作者：Li Su…...

编程日记 2025/8/9 1:05:15