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考慮安全距離之無人機群最佳飛行路線規劃研究:以群飛展演為例

為了解決中華固定ip設定的問題，作者張書桓 這樣論述：

無人機展演的過程由轉場及展演交錯而成，展演時，根據腳本中的圖形設計可得 知需要無人機亮燈的座標位置，而除了在各個展演畫面變換的過程中避免無人機互相 撞擊之外，由於無人機的電池續航力的限制，需要在電池耗盡前返回地面充換電。因 此，如何經由適妥的路徑規劃，讓表演順暢進行、降低整個表演的總消耗電量，並有 效地減少成本支出，將會是無人機展演所面臨的重要議題。然而傳統上，無人機展演 的路徑規劃主要是以程式輔助逐一檢驗各架無人機之飛行路徑，檢驗其與它架無人機 飛行路徑是否全程保持安全距離，若有需要只能以人工手動方式調整，也因此容易顧 此失彼，難以兼顧全局，其規劃與調整過程十分費時耗力，又無法保證求解品質

。本研究將無人機的電池續航力限制、展演座標上可進行移動的路徑、以及腳本中 預計亮燈之時刻與座標位置等設定視為已知，以層空網路為架構，將燈光秀過程分為 「展演」與「轉場」等兩類互相交錯的時間區段，建立整數規劃模式以規劃無人機在 展演時段的位置及轉場時段的飛行路線，期望在考量無人機行進間安全距離的前提下， 用最少的能量耗費以及無人機架數來完成演出。相較於現行無人機群飛展演所採用的人工編排路徑規劃方式，本研究提出的整 數規劃模式可根據展演腳本計算出理論上耗能最少且具安全距離保證的無人機群路 線規劃方式，然而此精確解法求解十分耗時，因此我們針對現實較大規模的展演再設 計滾動式求解機制與貪婪演算法等兩種

啟發式演算法機制以加速求解。由多組不同情 境的數值模擬測試結果中，我們觀察到貪婪演算法求解極快但可能啟用較多架無人機， 而滾動式求解機制則以整數規劃模式為基礎，兼顧求解效率與品質，是具學理根據的 系統性創新作法，特別推薦給相關展演業者及學術研究，用於規劃考量安全距離的無 人機展演群飛路線。