基于嵌入式系统的协同航路规划方法研究

admin · 发表于 2023-9-20 13:21:29

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多飞行器协同作战是新一代精确打击武器未来发展的显著特点之一，与单个飞行器作战相比，多飞行器编队协同作战不仅可以提高飞行器的突防能力、电子对抗能力、对运动目标的搜索能力和识别能力，而且可以减小作战消耗，从而提高飞行器的综合作战效能。论文针对飞行器高动态自主编队制导技术，对协同航路规划方法和编队控制从理论、方法和实验上进行分析和研究，并将方法应用于嵌入式平台下，实现有效的多飞行器协同飞行控制。论文的主要内容包括：1.协同航路规划方法的研究主要包括两部分内容：最优航路规划方法和协同航路规划方法。单个飞行器最优航路规划采用了两种搜索算法进行规划：基于树形拓扑的动态规划法和改进的稀疏A*搜索算法。前者基于威胁建模与地形、地物信息融合的数字地图，进行了全局航路离线规划。后者在稀疏A*算法的基础上，进行了变步长规划的改进，进行了不同条件下的仿真验证，并与前者的方法进行了比较。在单个飞行器规划的基础上，进行了多个飞行器协同航路规划方法的研究。提出分层规划的思想，并在飞行器故障、目标区域发生变动情况下，飞行器需要能够进行局部实时航路规划。保证飞行器在编队或者独立飞行的情况下，按照规划航路飞行依然能够同时到达目标区，从而提高飞行器的综合作战效能。2.建立多飞行器编队控制系统，提出多飞行器编队队形设计和队形保持算法，有效地解决高动态编队下飞行器队形动态变化的题目，数字仿真结果表明，多飞行器编队协同控制方法满足编队实时性和高动态性要求。3.将上述方法应用于嵌入式Windows CE平台下，建立多无人机编队协同航路规划仿真系统，系统由扩频电台、LHK-120无人机、地面控制站、嵌入式导航制导系统构成。经过多次实验室测试和外场试飞，结果验证了协同航路规划方法和多飞行器编队方法的有效性。

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