无人机三维航路动态规划及导引控制研究

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1、582014，50（2）ComputerEngineeringandApplications计算机工程与应用无人机三维航路动态规划及导引控制研究11，2，333赵锋，杨伟，杨朝旭，孙绍山11，2，333ZHAOFeng,YANGWei,YANGZhaoxu,SUNShaoshan1.西北工业大学航空学院，西安7100722.中国航空工业集团公司，北京1000223.成都飞机设计研究所，成都6100411.CollegeofAeronautics,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi’an710072,China2.AviationInd

2、ustryCorporationofChina,Beijing100022,China3.ChengduAircraftDesign&ResearchInstitute,Chengdu610041,ChinaZHAOFeng,YANGWei,YANGZhaoxu,etal.UAVthree-dimensionaldynamicrouteplanningandguidancecon-trolresearch.ComputerEngineeringandApplications,2014,50（2）：58-64.Abstract：Aimingtostudythree-dimens

3、ionaldynamicrouteplanningofUAV,thispaperproposesanewA*optimizationmethodindetailforengineeringpractical,effectivesolutionspacecontainsmaneuverability,flightrange,altitudeandotherconstraintsofUAV.Introducingheuristicweightcoefficienttoimprovethesearchstrategy,usingmethodofadaptivealgo-rithmw

4、eightedvalueofevaluationfunctiontodesignhasgreatlyincreasedthetrackpointsearchefficiency,theguidancecontrollawisdesignedinthepaper.ItcanmaketheUAVfollowtheoptimalpathplanningbasedontheoptimizationalgo-rithm.Atthesametimethegeneratedexpectationsofthecontrolinstructiongivefullconsiderationtot

5、heUAVitselfofmotorperformanceandreal-timerequirements,solvetheproblembetweenthepathplanningandpathtracking.Thesimu-lationresultshowsthatthemethodproposedinthispaperisfeasibleandeffectiveandtheresultobtainediseasilytotheapplicationofengineering.Keywords：UnmannedAerialVehicle（UAV）;Threedimens

6、ionalpath;dynamicprogramming;searchstrategy;adaptiveweightedvalue;guidancecontrol摘要：为研究无人机三维航路动态规划，提出了一种工程实用性强的A*三维航路优化算法，将无人机的机动性能、飞行航程、飞行高度等约束条件有效分割到解空间。为了加快搜索速度，引入启发式权重系数对搜索策略进行改进，利用加权值自适应方法对算法的评价函数进行设计，提高航迹点搜索效率，并设计了导引控制律，基于优化算法获取的航路，能够使无人机很好地跟随规划的最优路径，同时生成的期望控制指令充分考虑了无人机本身的机动性能以及实时性要求，

7、解决了航迹规划与航迹跟踪之间的问题，最后进行了仿真验证，结果表明，该方法是可行和有效的，有着较高的优化效率；易于实现，工程实用性强。关键词：无人机；三维航路；动态规划；搜索策略；加权值自适应；导引控制文献标志码：A中图分类号：V221doi：10.3778/j.issn.1002-8331.1308-03051引言不高。动态航路规划又称在线航路规划，无人机需要根无人机航迹规划分为静态规划和动态规划。静态据环境的变化，如威胁场的突发性等实时做出反应。需规划指在已确定飞行环境下，根据无人机的机动性能约在飞行