無(wú)人機(jī)航路規(guī)劃評(píng)估及修正方法研究.pdf

1、任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)（Mission Plan System）是無(wú)人機(jī)（Unmanned Aerial Vehicle，U AV）相關(guān)應(yīng)用技術(shù)的一個(gè)重要內(nèi)容，它為無(wú)人機(jī)分配任務(wù)，指引無(wú)人機(jī)的行動(dòng)方向。在近年來(lái)局部戰(zhàn)爭(zhēng)中作用發(fā)揮明顯，世界各國(guó)在軍事應(yīng)用中都在廣泛關(guān)注無(wú)人機(jī)。無(wú)人機(jī)航路規(guī)劃(Path Planning)技術(shù)是任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)的重要組成部分，是無(wú)人機(jī)實(shí)現(xiàn)智能導(dǎo)航和安全順利完成任務(wù)的技術(shù)保障。研究無(wú)人機(jī)航路規(guī)劃問(wèn)題的本質(zhì)就是研究多約束條件下

2、，求解多目標(biāo)函數(shù)極值的問(wèn)題。規(guī)劃出導(dǎo)航準(zhǔn)確性高、安全性高、適應(yīng)任務(wù)需求的最優(yōu)或次優(yōu)航路，對(duì)提高無(wú)人機(jī)系統(tǒng)作戰(zhàn)效能有重要意義。
　　論文主要是針對(duì)當(dāng)前無(wú)人機(jī)飛行訓(xùn)練、執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)時(shí)，離線(xiàn)航路規(guī)劃缺乏評(píng)估，航路實(shí)用性不強(qiáng)，在線(xiàn)航路規(guī)劃修正不及時(shí)，無(wú)人機(jī)飛行安全系數(shù)低的現(xiàn)狀，進(jìn)行無(wú)人機(jī)航路規(guī)劃評(píng)估及修正方法研究。論文分析了無(wú)人機(jī)的物理特性約束建立了無(wú)人機(jī)航路規(guī)劃數(shù)學(xué)模型，分析了無(wú)人機(jī)的飛行環(huán)境約束建立了環(huán)境模型，分析了無(wú)人機(jī)飛行航路潛在

3、的威脅源建立了航路規(guī)劃威脅源模型。論文概括和總結(jié)了無(wú)人機(jī)航路規(guī)劃問(wèn)題，分析了幾種比較典型的規(guī)劃算法，對(duì)靜態(tài)離線(xiàn)無(wú)人機(jī)航路規(guī)劃評(píng)估算法進(jìn)行了探討，主要研究基于毀傷概率密度的無(wú)人機(jī)航路突防算法，飛行約束評(píng)估算法。運(yùn)用A*算法和B樣條曲線(xiàn)擬合方法對(duì)無(wú)人機(jī)航路進(jìn)行在線(xiàn)修正，設(shè)定了仿真環(huán)境，基于五個(gè)方面考慮對(duì)無(wú)人機(jī)航路修正進(jìn)行仿真，一是考慮無(wú)人機(jī)探測(cè)半徑的航跡修正，二是包含不規(guī)則障礙物的航跡修正，三是考慮突發(fā)情況的航跡修正，四是考慮目標(biāo)位置改變的

4、航跡修正，五是考慮目標(biāo)變異的航跡修正，仿真結(jié)果表明，每種考慮情況的航向角控制量都能滿(mǎn)足的最大轉(zhuǎn)彎角速率要求，所生成的平滑航跡有效且滿(mǎn)足要求。
　　本文以某型小型戰(zhàn)術(shù)無(wú)人機(jī)的訓(xùn)練為背景，開(kāi)展無(wú)人機(jī)航路規(guī)劃評(píng)估及修正方法研究，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了某型小型戰(zhàn)術(shù)無(wú)人機(jī)離線(xiàn)航路規(guī)劃評(píng)估軟件。軟件重點(diǎn)對(duì)無(wú)人機(jī)航路數(shù)據(jù)管理功能、無(wú)人機(jī)航路評(píng)估功能、無(wú)人機(jī)航路及評(píng)估結(jié)果顯示功能、飛行地圖操作功能、無(wú)人機(jī)航路再規(guī)劃（即優(yōu)化調(diào)整）功能和態(tài)勢(shì)標(biāo)繪功能進(jìn)行了測(cè)試