关于战场无人机航迹规划方法研究

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1、第34卷第4期计算机仿真2017年04月文章编号：1006—9348(2017)04—0105一05关于战场无人机航迹规划方法研究申舟，刘建勋，赫志韦，谢岩甫(空军第一航空学院，河南信阳464000)摘要：无人机执行任务时对各因素的敏感程度会随战场环境不同而变化，要求航迹能够根据任务需求进行调整。如何使规划航迹与任务需求相匹配是一个难点问题。针对上述问题，根据物理规划理论提出了一种面向任务需求的无人机航迹规划方法。首先利用物理规划思想，建立航迹规划模型。其次，构建面向任务的航迹评价指标体系，包括构

2、建航迹评价指标体系、设计具有可比性的代价函数以及引入反映任务需求的偏好因子，为航迹搜索提供基础。最后，利用改进的遗传算法实现航迹搜索，可获得不同任务需求下的规划航迹。仿真结果表明，上述方法能够满足不同任务需求，具有一定的可行性。关键词：航迹规划；物理规划；遗传算法；无人机中图分类号：V249文献标识码：BResearcllingofPathPla肌ingMethodforUAVBasedonBatUefieldSHENZhou，LIUJian—xun，HEZhi—wei，XIEYan—fu(髓eF

3、irstAemnauticalCollegeofAirForce，xinyangHenan4“000，Chjna)ABSTRACT：WiththechaIlgingofbattlefield，itmaypaydifferentattentiontovarious￡地torswhenUAVperfo丌Ilatask．Thatrequiresthatthepathcanchangewiththedi￡f'erentmissiondemands．HowtomatchtheplaIlIlingwithmi

4、ssiondemaIldisadimcultproblem．Tosolvingthispmblem，accordingtothephysicalpm铲咖mingtheory，apathplanningmethodfacingmissiondemandispmposed．Firstly，thepat

5、lpIanningmodelwasbuiltbasedonthephysicaIpmgmmmingtheory．Secondly，thepathevaluationsystemfacingmission

6、demandwasconstructed，whichincludedconstnlctingthepathevaluationsystem，designingcomparablefunctionofcostandintmducingpreferencefactorincombinewiththelnissiondemand．Itpmvidedthebasicforsearchingpa山．Finally，tlleimpmvedgeneticalgorithmwasusedtoplandi珏bren

7、tpathforthemissiondemand．simulationresultsshowthatthemethodcansatis每theindi·vidualdemandofmission，andithascertainfeasibility．KEYWoRDS：Pathplanning；Physicalprogramming；Gene￡icalgorifhm；UAV1引言无人机航迹规划是在综合考虑环境、战场威胁、飞行时间、油耗等约束条件下，寻找一条从起始点到目标点的最优或可行的飞行轨迹，是一

8、个典型的多目标优化问题¨。。。线性加权法是常用的多目标优化方法，但该方法确定一组满意的权值十分困难，需要反复迭代，计算量大。由于不同条件下无人机对各种因素的敏感程度不同，因此，权值还需要根据情况调整，所以该方法并不适用。针对以上情况，本文根据物理规划理论提出了一种面向任务需求的无人机航迹规划方法。首先，基于物理规划思想，建立航迹规划模型。其次，构建面向任务的航迹评价指收稿日期：2016一04—13修回日期：2016—05一lO标体系，包括构建航迹评价指标体系、设计具有可比性的代价函数以及引入反映任

9、务需求的偏好因子，为航迹搜索提供基础。最后，利用改进的遗传算法，实现路径搜索，由此获得满足不同任务需求的规划航迹。2无人机的航迹规划模型2．1物理规划的基本思路物理规划是Messac于1996年提出的一种处理多目标优化设计问题的有效方法¨1。其核心思想是：根据实际工程经验引入反映设计者偏好的偏好函数，将不同物理意义的各种设计目标转化为具有相同数量级的无量纲满意度指标。通过对偏好函数的处理，寻求对综合目标满意度最优的设计点作为问题的最优解。这种方法可以根据用户需求求解满足要求的非劣解