無人機(jī)三維航跡規(guī)劃算法研究.pdf

1、隨著近些年來無人機(jī)在現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)上越來越廣泛的應(yīng)用，無人機(jī)自主控制能力和任務(wù)遂行能力逐漸成為了研究熱點(diǎn)。無人機(jī)的三維航跡規(guī)劃是實(shí)現(xiàn)無人機(jī)自主控制的重要基礎(chǔ)，是保障無人機(jī)順利遂行軍事任務(wù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文就無人機(jī)的三維航跡規(guī)劃問題展開研究，提出行之有效的航跡規(guī)劃算法。文章主要內(nèi)容包括:
　　1.簡(jiǎn)述無人機(jī)三維航跡規(guī)劃的研究意義和課題的研究現(xiàn)狀，分析了航跡規(guī)劃的基本規(guī)劃要素和當(dāng)前主流的三維航跡規(guī)劃方法。
　　2.通過函數(shù)法構(gòu)建原始三維

2、數(shù)字地形，采用坡度限制平滑和曲率限制平滑相結(jié)合的綜合平滑算法對(duì)原始地形進(jìn)行平滑處理，建立無人機(jī)安全飛行曲面;詳細(xì)分析當(dāng)前防空網(wǎng)的威脅源聯(lián)網(wǎng)情況，建立基于多個(gè)雷達(dá)威脅源的威脅聯(lián)網(wǎng)模型。
　　3.建立基于威脅代價(jià)和油耗代價(jià)的無人機(jī)飛行綜合代價(jià)函數(shù)模型，采用蟻群算法對(duì)威脅聯(lián)網(wǎng)下的無人機(jī)飛行航跡進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。對(duì)基本蟻群算法存在的耗時(shí)長、易陷入局部最優(yōu)的缺點(diǎn)，提出了改進(jìn)算法仿真，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示改進(jìn)算法耗時(shí)較短且不會(huì)出現(xiàn)算法停滯現(xiàn)象，具有較為

3、明顯的改進(jìn)效果。
　　4.針對(duì)全局航跡規(guī)劃無法應(yīng)對(duì)突發(fā)情況的不足，研究了無人機(jī)在線航跡規(guī)劃問題。考慮到在線規(guī)劃必須快速實(shí)時(shí)高效，本文采用人工勢(shì)場(chǎng)法結(jié)合改進(jìn)蟻群算法對(duì)無人機(jī)進(jìn)行有效的三維航跡實(shí)時(shí)規(guī)劃，以確保飛行安全。
　　5.就多任務(wù)節(jié)點(diǎn)無人機(jī)三維航跡規(guī)劃，論文分別針對(duì)已指定任務(wù)節(jié)點(diǎn)遍歷順序和未指定任務(wù)節(jié)點(diǎn)遍歷順序兩種情況進(jìn)行了分析。對(duì)于已給定任務(wù)點(diǎn)遍歷順序的整體航跡規(guī)劃，對(duì)已知的相鄰任務(wù)點(diǎn)逐一采用改進(jìn)蟻群算法以完成整體的航跡