基于粒子群优化算法的月面巡视器全局路径规划

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1、第21卷第1期航天器工程Vo1．21NO．i2012年2月SPACECRAFTENGINEERING11基于粒子群优化算法的月面巡视器全局路径规划彭松贾阳(北京空间飞行器总体设计部，北京100094)摘要在月面巡视器遥操作系统中，路径规划分为任务级路径规划、全局路径规划和局部路径规划。根据巡视器全局路径规划的应用要求，引入粒子群优化算法应用于全局导航点的规划。针对粒子群算法在路径规划中容易造成不收敛或病态收敛的问题，对算法进行了修改，去掉了速度更新中的速度惯性因子，只保留自身认识因子和社会认识因子，使其在全局路径规划

2、中能够快速收敛；同时引入经典遗传算法中的变异因子以增强算法的全局优化能力。仿真结果表明该算法具有计算简单、全局寻优能力强等特点，能够快速地找到优化的全局导航点。同时在不同的模拟月面地形上进行仿真试验，针对存在的问题提出了对应的二次优化方法，结果表明该方法较好地满足了巡视器全局路径规划的应用需求。关键词月面巡视器；路径规划；全局导航点；粒子群优化算法中图分类号：v476．3文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2012．01．002GlobalPathPlanningforLunarR

3、overBasedonParticleSwarmOptimizationAlgorithmPENGSongJIAYang(BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering，Beijing100094，China)Abstract：Inthetele-operationsystemoflunarrover，thepathplanningcontainsthreelevels：mission-levelpathplanning，globalpathplanningandlocal

4、pathplanning．Basedontherequirementsoftheglobalpathplanningofthelunarrover，theParticleSwarmOptimization(PSO)algorithmisintroducedintheglobalnavigationpointplanning．SincethePSOalgorithmmayconvergeillornotconvergeinpathplanning，thealgorithmismodified．Inthemodified

5、algorithm，thevelocityinertialweightisdeleted，butthecognitiveandsocialcoefficientsarekept，withtheaimatmakingthealgorithmconvergequicklyinpathplanning．Alsothevariationcoefficientinevolutionalgorithmisimportedtoenhancetheglobaloptimizationability．Simulationresults

6、showtheimprovedalgorithmissimpleandhashighabilitytofindthebestpath．Alsosimulationtestsaredoneinseveraldifferentsimulatedlunarterrainmaps，andoptimizationmethodsaregiventomaketheplanningresultbetter．Keywords：1unarrover；pathplanning；globalnavigationpoint；particles

7、warmoptimization如苏联的月面巡视器月球车一1、2(Lunokhod一1、1引言2)和美国的火星巡视器“旅居者”(Sojourner)，即“火星探测巡游车”(MER)c。在遥操作系统中，对于月面巡视器来说，路径规划是一项重要的路径规划一般采用如下策略：先由月球轨道卫星获技术。通常巡视器是基于地面遥操作进行控制的，取整个着陆区域的图像，考虑星历、地形、能源等因收稿日期：2011-05～19；修回日期：2011-12—02作者简介：彭松(1986一)，男，硕士，主要从事月球车路径规划研究。Email：pen

8、gsong20@163．tom。12航天器工程素进行任务层路径规划，指导月面巡视器的行走和所找到的最优解和整个种群目前找到的最优解。探测l_3；然后月面巡视器获取月面图像传送至地面，PSO算法数学表示如下：设搜索空问为m维，由地面操作人员进行全局路径规划，全局路径规划总粒子数为7／。第i个粒子的位置向量(￡)一针对巡视器的一个探测周期，规划区域