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基于NSGA-Ⅲ算法的多无人机协同航迹规划.pdf

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基于NSGA-Ⅲ算法的多无人机协同航迹规划.pdf

上传人:学习一点 2021/12/30 文件大小:5.49 MB

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基于NSGA-Ⅲ算法的多无人机协同航迹规划.pdf

文档介绍

文档介绍:万方数据
基于一惴ǖ亩辔奕嘶郊9婊袁梦顺,陈谋,吴庆宪引言一Ⅲ在复杂的战场环境中,通常需要多架无人机协同作战,以完成复杂任务⋯。协同航迹规划能显著提升多无人机协同作战效能,已经得到越来越多研究人员的重视。协同航迹规划通常需要多无人机同时从起始位置起飞,在飞行过程中保持安全距离且规避障碍物和威胁区域,最终同时到达目标位置,执行打摘要:当多架无人机协同作战时,需要进行协同航迹规划,以提升任务成功率。将协同航迹规划中的约束转换—一籧虎—籶第卷第年吉林大学学报畔⒖蒲О文章编号:—为多个目标后,对.一Ⅲ算法与势场蚁群算法进行融合设计。算法首先对地图进行势场构建,使距离障碍物较近的节点不易被选择,并且引导搜索方向。然后对航迹代价、空间协同约束和时间协同约束进行数学建模,转换为数值指标,并设置为—惴ǖ亩喔瞿勘辍6訬猰算法设计了临界层选择方法和进化算法等。最后在二维和三维栅格地图中,改进—惴ɡ酶髦秩何8无人机搜索出期望的航迹。仿真实验表明,规划所得到的各无人机航迹安全且代价较小。关键词:多无人机;协同航迹规划;一Ⅲ算法;势场蚁群算法中图分类号:;文献标识码:琖:——,暇┖娇蘸教齑笱ё远г海暇,琋,,,.瑃瓼.甌瑃,,瓼琧.琲猟猟瑃甋.簃;猟收稿日期:一—基金项目:国家自然科学基金应急管理基金资助项目;装备预研中国电科联合基金资助项目;“十三五”装备预研基金资助项目作者简介:袁梦顺,男,安徽毫州人,南京航空航天大学硕士研究生,主要从事航迹规划研究,—.煌ㄑ蹲髡撸撼履一校拇铣淙耍暇┖娇蘸教齑笱Ы淌冢┦可际Γ主要从事非线性系统控制、智能控制和飞行控制等研究,—甧.。.
万方数据
问题描述,。成立;了琻,使,。。两个条件成立,则称V渫撸疟硎在协同航迹规划问题求解中,陈志旺等怛τ枚ㄏ駻米算法,有效完成了多无人机同时集结的任务;赵明等∞捎每瘴誓:幕惴ǎ茉谌肪持锌焖俟婊龆嗵蹩尚泻郊#缓焯颒肈线,提出了粒子群改进算法,具有全局寻优性;徐瑞莲等【慕瞬罘纸惴ǎ虾玫卮砹诵间的制约关系,不能较好地处理某些目标。非支配排序遗传算法篘离和航迹安全两个目标,并且考虑时空约束,能为多无人机规划出协同航迹。但时空约束未加入非支配排序过程中,需要进行额外的排序,不能完全体现出非支配解的优越性。同时—算法在选择下一代种群的过程中,拥挤距离排序运算量较大,不适合处理高维目标优化问题。取提出了算法,算法总体框架与.算法大致相同,主要改进为用参考点法替换了拥挤距离排序,使算法运算量减小且能保持种群个体的多样性,因此能解决高维优化问题。基于以上研究,为使算法能给多架无人机规划出安全、平滑且代价较小的航迹,且保持多个目标独立优化,笔者提出一种—惴ㄓ胧瞥∫先核惴ń岷系亩嗄勘杲惴āK惴ń睬蛏柚梦=障碍物较近的节点不易被选择,并且引导搜索方向,加快算法收敛速度。随后利用改进笏惴ń行迭代搜索,其中设计了临界层选择方法和进化算法等。由于势场具有引导性且参考点法运算量较小,笔者算法收敛速度较快,能在二维和三维栅格地图中进行协同航迹规划。仿真实验表明,规划出的协同航迹能满足期望需求,且瞿勘旰稻嫌拧在协同航迹规划中,多架无人机由起始位置起飞,前往目标位置并执行任务。对航迹规划中的约束条件,首先需要考虑无人机自身性能约束、地形和威胁区域旧F浯涡枰?悸强占湫际锤魑奕机在飞行时,需保持适当的安全距离。同时还需要考虑时间协