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1、第25卷第5期航空学报Vol.25No.52004年9月ACTAAERONAUTICAETASTRONAUTICASINICASept.2004文章编号:1000-6893(2004)05-0485-05飞行器多任务在线实时航迹规划1,2111严平,丁明跃,周成平,郑昌文(1.华中科技大学图像识别与人工智能研究所,湖北武汉430074)(2.海军工程大学兵器工程系,湖北武汉430033)On-lineReal-timeMultiple-missionRoutePlanningforAirVehicle1,2111YANPing,DINGMing-yue,Z
2、HOUCheng-ping,ZHENGChang-wen(1.InstituteofPatternRecognitionandArtificialIntelligence,HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074,China)(2.DepartmentofWeaponryEngineering,NavalUniversityofEngineering,Wuhan430033,China)摘要:针对不确定环境中的飞行器多任务航迹规划问题展开研究,提出了一种基于飞行路线图的两阶段航迹规划框架,航迹
3、规划分成学习和查询两个阶段,环境信息和飞行器约束条件分阶段体现。在该框架下,通过采用一种混合多任务动态航迹规划方法,分别在稀疏路线图上实时搜索初始航迹和在精细路线图上启发式搜索后备航迹,能够在具有预先未知威胁、可变飞行任务的战场环境中实时生成三维航迹。关键词:无人飞行器;航迹规划;随机路线图;动态威胁回避;实时处理中图分类号:TP273.5文献标识码:AAbstract:Amongthemanyopenissuesofdevelopmentofunmannedairvehicles(UAVs),routeplanningispaidextensive-ly
4、attention.Butthefocusisconcentratedontheroute-planningprobleminknownenvironments.Inthispaper,theroute-planningproblemofUAVsinuncertainandmission-adapableenvironmentsisaddressedwiththeproposalofatwo-phaseroute-planningframework.Therouteplanningprocessissplitintotwophases:thelearnin
5、gphaseandthequeryphase.En-vironmentalinformationandmissionconstraintsofUAVsareintegratedintothebuildingroadmapandsearchingforroutes.Ahybridrouteplannerisadoptedbasedonroadmap,whichqueriestheinitialrouteforUAVonthesparseroadmapandsearchingforthesparerouteonthefineroadmapwiththehelp
6、oftheinitialroute.Thisplannercangive3DrouteforUAVinadynamicandmultiple-missionenvironmentinreal-time.Keywords:unmannedairvehicle;routeplanning;probabilisticroadmap;dynamicthreatavoid;real-timeprocessing飞行器航迹规划是指在特定约束条件下,寻飞行器航迹施加了诸如最大航程、固定的目标位找从起始点到目标点并满足某种性能指标的最优置进入方向等战术约束条件。飞行器在规
7、划前,飞行轨迹。当前研究主要集中在确定环境中的单一般已获得部分威胁信息,如威胁源的位置、威胁[1]任务航迹规划问题。军用飞行器所处环境一般覆盖范围等,但环境中仍然存在一些预先未知的是动态的,因此,飞行器需要具备一定的在线实时威胁。当飞行器遇到新的威胁时,应实时修正航规划能力。迹,尽快逃离威胁区域。现代战场环境瞬息万变,假设飞行器装有探测器,可以实时地探测到若要求飞行器在飞行过程中转去执行新的任务,飞行器附近一定范围内的环境信息,并能同时完就必须在线实时获得一条从当前位置到新目标的成水平和垂直方向的机动。可行航迹。因此,和以往研究最大的区别在于:考飞行器的航
8、迹必须是可飞的,即飞行器沿预虑的飞行器在线航迹规划不仅包括已知确定
