視景導(dǎo)航中威脅區(qū)域預(yù)警研究.pdf

1、隨著航空技術(shù)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，飛機在現(xiàn)代軍事任務(wù)中的地位日益重要。針對陸軍和空軍航空兵的作戰(zhàn)、救援等任務(wù)需求，以提升直升機等航空器在低能見度、復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境中態(tài)勢感知和執(zhí)行多樣化軍事任務(wù)的能力為牽引，本文研究了對不規(guī)則威脅區(qū)域的建模、告警與航跡規(guī)避技術(shù)。
　　針對威脅區(qū)域的不規(guī)則性對威脅區(qū)域的告警與航跡規(guī)避造成的困難，本文基于三角網(wǎng)格體素化構(gòu)建威脅區(qū)域的體素模型，首先通過三角形劃分的方法實現(xiàn)了威脅區(qū)域的表面體素化，其次利用種子填

2、充算法實現(xiàn)了威脅區(qū)域的實體體素化。利用體素模型的規(guī)則性和空間定位功能，避免了大量的相交檢測以及對凹多面體碰撞檢測錯誤的不足。
　　本文基于SOC方法對威脅區(qū)域告警閾值的設(shè)定進行研究，通過建立垂直方向和水平方向的運動學(xué)模型，運用SOC曲線和蒙特卡洛仿真得到不同垂直下降率下不同前視距離處的告警高度閾值。充分考慮了前視距離對告警閾值的影響，改進了傳統(tǒng)告警閾值設(shè)置僅依據(jù)垂直下降率的局限性；將告警閾值與傳統(tǒng)二維威脅圖結(jié)合，改進了傳統(tǒng)的告警設(shè)

3、計，彌補了傳統(tǒng)二維威脅圖僅依靠威脅區(qū)域與飛機的高度差展示威脅程度的不足。
　　本文基于威脅區(qū)域的體素化模型研究了對不規(guī)則威脅區(qū)域的航跡規(guī)避算法。首先分析了威脅規(guī)避航跡重規(guī)劃的問題，其次建立了三維航跡重規(guī)劃的模型，綜合考慮了飛機的性能約束、威脅概率模型；最后提出了一種基于變步長的稀疏A*航跡規(guī)避算法，在威脅區(qū)域內(nèi)部與外部用不同步長進行節(jié)點擴展，既保證了航跡重規(guī)劃的效率，又能為飛機規(guī)劃出一條滿意的航跡。
　　最后，本文設(shè)計并實現(xiàn)