無(wú)人機(jī)地形規(guī)避導(dǎo)航算法的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，無(wú)人機(jī)在軍民領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，但是空域飛行活動(dòng)量的增加接踵而至，事故機(jī)率也隨之增大。這不僅會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失，甚至在戰(zhàn)爭(zhēng)中對(duì)最終戰(zhàn)果產(chǎn)生嚴(yán)重影響。要保證無(wú)人機(jī)在執(zhí)行各種任務(wù)時(shí)能夠安全可靠，就離不開導(dǎo)航系統(tǒng)的協(xié)助。地形規(guī)避導(dǎo)航系統(tǒng)則是其中一種，它的主要包括了地形匹配算法和地形規(guī)避算法，地形匹配算法是無(wú)人機(jī)定位的核心，它能夠提供高效和精確的定位信息；地形規(guī)避算法對(duì)無(wú)人機(jī)提供特殊地形、威脅區(qū)、禁飛區(qū)的有效避讓路徑，從

2、而保證無(wú)人機(jī)的安全飛行。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴為了準(zhǔn)確對(duì)無(wú)人機(jī)定位，需要導(dǎo)航系統(tǒng)的幫助，但由于GPS技術(shù)的所屬限制，以及慣性導(dǎo)航系統(tǒng)誤差積累的問(wèn)題，需要地形輔助導(dǎo)航系統(tǒng)來(lái)協(xié)助完成定位，而地形輔助導(dǎo)航系統(tǒng)的核心是可靠的地形匹配算法，所以對(duì)TERCOM和SITAN兩種經(jīng)典的地形匹配算法進(jìn)行了研究，將兩種算法組合使用，保證了在初始位置誤差較大情況下能夠準(zhǔn)確完成地形匹配。⑵假設(shè)已知了離線參考航線，通過(guò)地形匹配算法完成了無(wú)人機(jī)定位后，

3、還需要提供地形規(guī)避路徑信息給無(wú)人機(jī)。但僅有離線參考航線仍不足以保證無(wú)人機(jī)安全飛行，還需有實(shí)時(shí)的規(guī)避路徑。所以本文研究了一種基于樹形結(jié)構(gòu)搜索的地形規(guī)避算法，對(duì)該算法改進(jìn)以適用于無(wú)人機(jī)的長(zhǎng)航程任務(wù)，并且提高了算法的計(jì)算效率和可靠性。⑶在處理離線地圖信息時(shí)，考慮到預(yù)先收集的地理環(huán)境信息可能不完整，會(huì)導(dǎo)致無(wú)人機(jī)在飛行過(guò)程中面臨未收集到的突然威脅。如果對(duì)這種突然威脅僅通過(guò)實(shí)時(shí)航跡規(guī)劃的方法來(lái)避讓，在時(shí)間上可能會(huì)來(lái)不及處理。所以在基于樹形搜索地形規(guī)