基于自由空间法的航迹规划方法研究

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1、分类号学号M201272394学校代码10487密级硕士学位论文基于自由空间法的航迹规划方法研究学位申请人：邱杰学科专业：模式识别与智能系统指导教师：周成平副教授答辩日期：2015.5.27AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringFreespaceforrouteplanningmethodapplyingresearchCandidate:QiuJieMajor:PatternReco

2、gnitionandIntelligentSystemSupervisor:Assoc.Prof.ZhouChengpingHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay.27,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本

3、声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要在现代战

4、争中，随着海上的作战任务需求多样化，对简单的任务而言仅需要单个无人飞行器按照预定的最优航迹飞行，这需要快速地规划出单航迹中的最优航迹；对复杂的任务通常需要调用多个无人飞行器协同地完成作战任务，这需要规划出在空间上分布均匀、航迹长度近似相等的航迹组。目前常用的航迹规划方法几乎都是构造合理的规划空间之后，然后采用相应的搜索策略在规划空间内进行求解，而并没有进一步对规划空间的环境信息进行深入的解析和表达。如何构造一种合理、有效的规划空间，既能适用于单航迹规划，也能满足多航迹协同规划成为国内外学者研究的热点内容。本文针对无人

5、飞行器的海上航迹规划的问题，即不仅能快速地规划出单航迹中的最优航迹，而且能规划出在空间上分布均匀、航迹长度近似相等的多条航迹组，提出了一种基于解空间划分的航迹规划方法。该法主要思想将解空间划分为不同的子解空间，该方法的主要步骤及特点为：首先，对岛屿进行简化处理，使之满足海上航迹规划应用的要求，以实现快速航迹规划；其次，把规划空间中的凹多边形岛屿分解成许多子凸多边形岛屿的组合使得规划空间环境描述统一；最后，对规划空间进行单元分解并将规划空间重新构造为自由飞行区有向图，通过搜索自由飞行区有向图中的起始单元到目标单元的连通

6、分支，合并这些连通分支得到解空间的子空间，在每个子空间内采用规划算法进行航迹规划。该通道的划分既可求出单航迹的最优航迹，也可应用于多航迹的协同规划。本文将该航迹规划算法在由矢量电子海图和模拟生成的禁飞区、威胁区构成的规划空间内进行了实验，实验结果表明了该方法的正确性和有效性。关键词：多航迹规划单元分解通道划分自由空间解空间I华中科技大学硕士学位论文ABSTRACTInmodernwar,withthediversificationofmissionrequirements,forsimpletaskneedonlya

7、singleUAVaccordingtothescheduledflight,thisrequiresplanningquicklyoutofthesingletrackwhichistheoptimalroute;forcomplextasksusuallyneedtocallmultipleUAVtogethertocompletethemissionwhichnotonlyneedstobeplanningauniformdistributiontracksonthespace,butalsothetracks

8、areapproximatelyequalforthelength.Currentrouteplanningmethodsarealmostallstructurereasonableplanningspace,andthenusethecorrespondingsearchstrategytofindthesolutionwithinthep