文档介绍：计算机工程与应用
工程与应用◎
利用动态规划和电势理论规划三维航迹
刘丽峰,曲国庆,孔维华
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山东理工大学,山东淄博
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摘要:用改进的电势理论规划无人机的三维航迹。充分考虑了地形威胁、火力及雷达威胁同时存在的情况,并对它们的
权重对航迹规划的影响进行了研究。通过限制航线到包含任务起止点直线的距离,不但克服了电势法无法收敛目标点的
问题,而且可以缩短飞行航程;研究惩罚函数中各因素不同权重对飞行航线的影响,选择出最优权重系数;通过仿真试验
可知,该方法能够成功地为无人机规划出安全的飞行路径。
关键词:电势理论;综合威胁场;三维航迹规划;威胁回避;无人机
文献标志码: 中图分类号: :./..—..
引言在低空突防中,由于无人机飞行高度低且飞行速度慢,
近年来,无人机无论在军事侦察中还是在作战时都起因此一旦受到火力威胁攻击对无人机是致命的,因此航迹
到了极其重要的作用。无人机在美国的海湾战争和伊拉规划是及其重要的。在航迹规划方面很多学者研究做了
克战争中,在军事侦察、战场监视、目标捕获、战场火力部许多的研究,主要的方法有两类,矢量法和栅格法。矢量
署、后期支援及最后战事损伤评价等方面体现了无可取代法又称为几何法,包括通视图:由规划空间内的障碍角点
的优势。用于侦察的无人飞行高度一般可以达到连线组成的可通视路径,一般用于二维路径规划;
以上,而危害其安全的主要是雷达。因此,在复杂的雷达图~:又称泰森多边形或图,它是由点集中连接两
威胁网中如何为无人机设计出安全的飞行航线是现在广邻点直线的垂直平分线所构成的连续多边形,该多边形的
泛受到关注的问题。而在航空突防方面,随着防控体系的边到这两个点的距离最远,在航迹规划中这些点集由威胁
不断完善,中高空突防的发展受到了极大的限制,使得低空点构成,因此生成图的边是最安全的,多用于二维航
突防越来越被重视。而低空突防技术:地形防撞、地形回迹规划,三维图计算过程很复杂较少采用。后来出
避、威胁回避在航迹规划中也需要不断的发展。现了基于加权图的航迹规划:即为生成的
基金项目:山东理工大学博士基金.。
作者简介:刘丽峰一,女,博士,讲师,主要研究方向为三维航迹规划;曲国庆一,通讯作者,博士,教授,主要研究方向
为非线性大地测量信号分析理论及应用;孔维华~ ,副教授,主要研究方向为地理信息系统应用。
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收稿日期:——修回日期:—文章编号:.——
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计算机工程与应用
图各边赋予不同的权重来区分其重要程度;轮廓线法,将
规划空间中高维的障碍物逐级投影到低维,直至投影到二
维平面上,最后再找出其投影的轮廓线,并找到其包络线,
以此作为待选的航迹段进行路径规划,多用于实际航迹规
划中。栅格法是将规划空间离散为正方形、矩形等规则的
几何图形,以此为最小单元进行航迹规划,包括动态规
划方法:作为运筹学的分支,是将求解决策过程
阶段化的数学方法,在航迹规划过程将航迹规划
的多阶段过程转化为离散单元的一系列单阶段