复杂环境下无人机快速航迹规划研究

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1、ComputerEngineeringandApplications计算机工程与应用复杂环境下无人机快速航迹规划研究杨俊1，朱凡1，张健1，郝震2YANGJunl，ZHUFanl，ZHANGJianl，HAOZhen21．空军工程大学工程学院，西安7100382．中国人民解放军94270部队1．EngineeringInstitute，AirForceEngineeringUniversity，Xi’an710038，China2．Unit94270ofPLA，ChinaYANGJun，ZHUFan，ZHANGJian，eta1．Researchonfastpathp

2、lanningforUAVincomplexcircumstance．EngineeringandApplications，2012，48(21)：225-229．Abstract：Forsomedeficiencyofgeneralpathplanningmethodssuchasweakapplicability,longtime·-costandeas--ilyplanning-fail，anewfastpathplanningmethodisproposed．Anewmethodofmulti—danger-valuematrixisusedasthemode

3、lingcarrier．TheameliorativePSOmethodisusedforseekingthecursorypath，afterthatsomeoptimiza—tionisneededtobemaderespectivelyforthecursorypath．Thepathwillbecometheglobal-bestpath．Thesimula-tionresultindicatesthatthemethodplayswellincomplexcircumstance．Themethodisuniversallyavailable，fastand

4、precise．Keywords：ParticleSwarmOptimization(PSO)；respectiveoptimization；pathplanning摘要：针对一般航迹规划算法在复杂环境下适用性差、耗时长、容易失效的问题，提出了一种复合快速航迹生成算法。该算法采用新型的多逻辑威胁值网点法为环境建模形式，在此基础上将加以改进后的粒子群算法引入到航迹近似最优解的快速求取过程中，对所得的航迹近似解进行分段局部优化以及可飞性修正处理，将近似解变为最优解。仿真结果显示该复合算法通用性好、速度快、精度高，能较好地应用于复杂环境下无人机航迹的快速求解。关键词：粒子群

5、；分段优化；航迹规划文章编号：1002—8331(2012)21．0225—05文献标识码：A中图分类号：V279航迹规划的目的是要在实际作战环境下找出一条安全、便捷、可飞的路径，使无人机能够有效避开敌方雷达探测和敌方威胁的攻击，避开可能影响飞行的险要地形、恶劣气候等不利因素，并在满足一系列飞机机动性能限制的前提下以尽可能短的航程抵达任务终点。一条优质的航线应满足安全性能好、航程短、可实现。但在较为复杂的环境下，绝对安全的路径是不存在或是需要付出大量额外的燃油耗损为代价。在这种情况下就要综合考虑航路的安全性和航程，即在威胁增加不大的情况下以尽可能少的威胁值的增加来换取

6、尽可能多的航程的缩减。目前，用于无人机航迹规划的算法u。4，有很多，但多半仅局限于简单环境下的求解，对于那些较为复杂情况下求得的路径则不甚理想，甚至在这种情况下算法将失效。而随着现代防空技术的发展，对无人机的要求是越来越苛刻，战场环境越来越复杂。为了找出一种能够在复杂环境下也能快速而精准生成航迹的算法，本文首先提出了一种多逻辑威胁值建模方法，然后对传统粒子群算法加以改进，并在此基础上提出了一种分段优化思想，最终使得整套算作者简介：杨俊(1987～)，男，硕士研究生，主要研究方向为无人机航迹规划；朱凡(1958一)，男，副教授，硕士生导师，主要研究方向为系统建模理论与仿

7、真技术；张健(1965一)，男，副教授，硕士生导师，主要研究方向为飞行器控制理论及应用；郝震(1984一)，男，助理工程师。E—mail：MajorMajor@foxmail．com收稿日期：2012．02．08修回日期：2012。04—09DOI：10．3778／j．issn．1002—8331．2012．21．050ComputerEngineeringandApplications计算机工程与应用法在复杂环境下也能够达到准确而快速地生成航迹的目的。1环境建模给定一个规划区域建立坐标系，其上分布着不同的威胁区，如雷达威胁、防空火力威胁等，任务起点