无人机航路规划.pdf

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1、万方数据总第167期2008年第5期舰船电子工程ShipElectronicEngineeringV01．28No．547无人机航路规划‘柳煌夏学知(武汉数字工程研究所武汉430074)摘要无人机的任务规划系统是无人机有关技术的一个重要内容，它为无人机的行动指明方向和分配任务。而航路规划则是任务规划系统的重要的组成部分。介绍了无人机的任务规划系统，指出无人机航路规划的流程，并就航路规划实现的步骤以及所使用的常见算法进行了介绍。关键词无人机；任务规划；航路规划中图分类号V279UAVsRoutePlanningLiuHuangXiaXuezhi

2、(WuhanDigitalEngineeringInstitute，Wuhan430074)AbstractThetaskplanningsystemoftheUAVsisanimportantcontentontherelatedtechnologyofUAV，whichwilldesignatedirectionsandassigntasksforactionsofUAVs，andtherouteplanningisthekeycomposingpartofthetaskplanningsystem．Thispaperintroduces

3、thetaskplanningsystemofUAV，pointsouttheflowoftherouteplanningofUAV，andpresentstherealizationstepsonrouteplanningandthecommonlyusedalgorithms．KeywordsUAV，taskplanning，routeplanningClassNumberV2791无人机的任务规划系统．无人机任务规划系统，就是自作战目标确定到作战任务完成的整个过程中，安排无人机机群在飞行过程中执行何种飞行任务以及如何实施这些飞行任务，并

4、且尽可能使机群生存概率和整体作战效能达到最佳的系统。任务规划足为了完成战术任务而作的计划，一般包括无人机的初始位置选取、任务目标的选择、飞行航路的确定、开始执行任务的时间地点、以及一些针对具体任务要考虑的问题，如足单机还是编队完成任务、有无支援力量、是否需要多批次执行等等。一般来说，规划系统由威胁评估、任务规划、航路规划、战术辅助决策等子系统组成。在地面控制系统的协调和支配作用下，实现对无人机的任务规划与重规划。规划系统最后所给出的具体规划结果应该包括无人机资源分配、敌方目标分配、任务分配和可供飞行航路。整个系统示意图如图1所示。任务规划系统

5、的重要功能之一就是综合情报部门收集的情报资料，确定无人机的预定航路，给无人机执行侦察或者攻击任务提供明确指向。航路规划系统是任务规划系统的关键组成部分，解决在初始位置、终止位置和一些目标任务确定之后的无人机如何选择航路的问题。航路规划系统根据任务计划，地形数据，威胁情况以及飞机的机动能力计算出三维最优航路，作为基础航路提供给无人机上的飞控系统。通过航路规划系统，操作人员可以直接在数字地图上进行航路的规划，能够实时、便捷地得到数字地图中任意一点的多种信息，航路规划系统还能够实时地跟踪无人机，显示出无人机的航迹。以图形方式显示规划信息并提供良好交

6、互手段的航路·收稿日期：2007年7月18日，修回日期：2007年8月30Et作者简介：柳煌，男，硕士研究生，研究方向：无人机战术控制技术。夏学知，男，博士生导师，研究员，研究方向：指控系统技术、网络技术。‘万方数据柳煌等：无人机航路规划总第167期规划系统可以有效地提高规划效率。但即使这样，要交互完成满足众多约束条件的单条航路的工作量也极大。因此，在规划环境确定后，能有效完成规划要求并将生成的航路提交给规划人员的自动航路算法是无人机航路规划系统的重要组成部分。系统地面控制系统地／海／空基机上系统地面辅助设备IrJl脚任务廉统监控H航路规划机

7、体系统情报和保障到据融合与目相≈导向I地面遥控l捌睡1网I区采集与控制I飞行管理与控制图1无人机系统结构示意图2航路规划航路，又被称为航迹、航线，即飞机相对地面的运动轨迹。在无人机飞行任务规划系统中，飞行航路指的是无人机相对地面或水面的轨迹，是一条三维的空间曲线。航路规划(RoutePlanning)or(PathPlanning)是指在特定约束条件下，寻找运动体从初始点到目标点满足预定性能指标最优的飞行航路。无人机航路规划的目的是利用地形和敌情等信息，规划出满足任务规划要求相对最优的飞行轨迹。航路规划中采用的地形跟随，地形回避和威胁回避等策

8、略也可广泛应用于民航管制，机器人，潜水艇的路径规划。航路规划需要各种技术，如现代飞行控制技术、数字地图技术、优化技术、导航技术以及多传感器数据融合等多种技术的支持。