无人飞行器三维航迹规划关键技术研究

admin · 发表于 2023-10-9 10:32:08

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无人飞行器航迹规划(Path Planning)是指在特定约束条件下，寻找运动物体从起始点到目标点，满足某种性能指标和某些约束的最优运动路线、航迹。本文针对航迹规划涉及的关键题目进行研究，主要完成以下工作：首先，针对无人机飞行器作战特点，设计含地形和威胁数学特征信息的航迹评价函数，提高航迹对未知威胁的鲁棒性；其次，为提高规划速度，将三维航迹规划分解为水平面航迹规划和垂直航迹规划，垂直方向采用综合地形跟踪算法，该算法能保证平滑后的地形既贴合原地形又较原地形高，且满足飞行器的纵向机动能力的限制，从而保证了飞行的安全性与可行性；然后，利用遗传算法和蚁群算法进行航迹规划。为解决遗传算法在完成无人机航迹规划时存在的早熟题目，提出了模拟退火遗传算法和自适应小生境遗传算法。模拟退火算子的加入避免了遗传算法局部最优解的出现；自适应小生境遗传算法通过对相似个体适应值的调整，维持种群在进化过程中的多样性，从而避免早熟现象；对蚁群算法进行改进，避免了在进行航迹规划时不能收敛到目的节点的情况的发生；最后，研究地形漫游算法，利用金字塔模型和分层分块思想，解决海量数据和显示速度的矛盾，并开发地形漫游模块。

无人飞行器三维航迹规划关键技术研究

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