战斗无人机在敌方防御区航迹规划研究

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1、第33卷第3期计算机仿真2016年3月文章编号：1006—9348(2016)03—0037—04战斗无人机在敌方防御区航迹规划研究关晓谦，鱼佳欣，郭道通，邹杨(中国洛阳电子信息试验中心，河南济源，459000)摘要：在战斗无人机航迹规划的研究中，由于当前的无人机航迹规划大都只是建立油耗与路径的约束模型，未考虑在敌方防御区遇到的各种障碍，不能制定合理的航迹规划路线。为解决上述问题，提出一种采用复杂地形改进蚁群算法的战斗无人机三维航迹规划方法。首先对无人机三维航迹空间进行网格划分，并选择性能指标和约束条件，其次为更好引导蚁群算法进行航迹规划，提出方向导引因子，改进状态

2、转移策略以提高蚁群算法搜索效率，制定信息素因子优化搜索，最后采用改进蚁群算法对三维航迹进行优化仿真，仿真结果表明，改进算法使无人机航迹规划效率高，稳定性好，能够获得平滑的低代价航迹，是一种有效可行的航迹规划算法，且具有一定的推广意义。关键词：三维航迹规划；改进蚁群算法；无人机中囱分类号：TP301．6文献标识码：BResearchonTrackPlanningofCombatUAVinEnemyDefenseZoneGUANXiao-qian，YUJia—xin，GUODao—tong，ZOUYang(ChinaLuoyangElectronicInformatio

3、nTestCenter，JiyuanHenan459000，China)ABSTRACT：ThecurrentUAVrouteplanningmostlyonlyestablishesthefuelconsumptionandthepathmodel，doesnotconsiderallkindsofobstaclesencounteredintheenemydefensezone，Callnotformulateareasonablerouteplan·ningroute．A3DrouteplanningmethodforcombatUAVsbasedoncomp

4、lexterrainimprovedantcolonyalgorithmisproposed．Firstofall，the3dpathplanningspaceintoeidsispresented，theperformanceindexandconstraintcondi—tionsareselected．thenthedirectionguidingfactorisputforward．Inordertoenhancetheefficiencyofthethree—di—mensionaloftheantcolonyalgorithminsearchUAVrou

5、te，astatetransitionstrategyisimproved，andapheromonefactorforoptimizationsearchisformulated．Finally，withtheimprovedantcolonyalgorithm，the3drouteplanningisoptimized．Simulationshowsthattheproposedpathplanningalgorithmhashighefficiencyandstabilization，anditCanalsogainsmoothandlowcostroute．

6、KEYWORDS：3DRouteplanning；Improvedantcolonyalgorithm；UAV1引言在复杂的敌方防御区内，无人机会遇到各种障碍，如地形形式、油耗代价、威胁代价和高度代价，其中威胁代价包括雷达、导弹、高炮、大气威胁代价。航迹规划是无人机任务规划中的重要部分，合理的规划可以使无人机有效地规避威胁，提高生存概率和作战效率⋯。采用智能优化算法求解航迹规划问题是目前使用的主流方法。目前较多的无人机航迹规划采用A+算法和遗传算法。文献[2]中介绍了改进的并行A+算法在无人机进行路径规划的方法，运算速度快，效果较好，但由于A+算法在Voronoi图

7、中搜索的模型是二维的，不能适应无人机的三维路径规划。文献[3]中的人工势场法虽便于底层的实时控收稿El期：2015—04一叭修回日期：2015—05—29制，但缺乏全局信息，存在局部最优值的问题；文献[4]中，模糊推理法最大的优点是实时性非常好，但是模糊隶属函数的设计、模糊控制规则的制定主要靠人的经验。由于蚁群算法具有正反馈寻优等优点，已有很多应用。文献[5]介绍了运用蚁群算法进行航迹规划的方法，但基于二维环境。综合上述方法均能有效的完成无人机航迹规划方法，但由于现实飞行中所遇到的地形具有一定的复杂性、多变性，导致无人机降低工作效率，造成经济损失¨J。本文构建山