二維動(dòng)態(tài)環(huán)境下無(wú)人機(jī)自主航路規(guī)劃設(shè)計(jì)與仿真.pdf

1、與載人飛機(jī)相比，無(wú)人機(jī)（Unmanned Aerial Vehicles，UAV）具有體積小、造價(jià)低、使用方便、對(duì)飛行環(huán)境要求低等優(yōu)點(diǎn)，如今它已經(jīng)逐漸成為了國(guó)內(nèi)外媒體爭(zhēng)相關(guān)注的焦點(diǎn)，無(wú)論是軍用還是民用均具有很大的應(yīng)用前景。航路規(guī)劃能力是無(wú)人機(jī)具有自主性的重要標(biāo)志，隨著無(wú)人機(jī)研究和使用的興起，無(wú)人機(jī)應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，使得航路規(guī)劃的內(nèi)容逐漸豐富，這也對(duì)航路規(guī)劃技術(shù)提出了許多新的要求。
　　本文針對(duì)二維動(dòng)態(tài)環(huán)境下無(wú)人機(jī)自主航路規(guī)劃的問(wèn)題開(kāi)

2、展研究，提出了一種新的分層規(guī)劃方法:根據(jù)威脅和無(wú)人機(jī)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，給出了威脅距離判斷依據(jù);在無(wú)人機(jī)距離威脅較遠(yuǎn)時(shí)，結(jié)合自回歸預(yù)測(cè)與包含相對(duì)角度信息的滾動(dòng)窗口啟發(fā)方向，使航路能夠逐漸引向最終目標(biāo)，同時(shí)在滾動(dòng)窗口內(nèi)采用流函數(shù)法進(jìn)行避障;在無(wú)人機(jī)距離威脅較近時(shí)，將自回歸預(yù)測(cè)結(jié)果作為Kalman預(yù)測(cè)初始值，采用Kalman方法提高預(yù)測(cè)精度，并切換基于滾動(dòng)時(shí)域的變步長(zhǎng)窗口進(jìn)行航路規(guī)劃。該方法能夠完成未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)推演與航路回溯，同時(shí)包含威脅信息的

3、啟發(fā)式函數(shù)能夠提高航路搜索效率，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)人機(jī)自主躲避動(dòng)態(tài)威脅和在線實(shí)時(shí)規(guī)劃航路的目的，而且使在線航路規(guī)劃的計(jì)算量得到優(yōu)化，同時(shí)使無(wú)人機(jī)的自主航路規(guī)劃具備“前瞻性”和“推理性”，對(duì)提高無(wú)人機(jī)的自主性與智能性有重要意義。
　　在明確了無(wú)人機(jī)自主航路規(guī)劃設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)無(wú)人機(jī)周圍環(huán)境及動(dòng)態(tài)威脅的建模，構(gòu)建了無(wú)人機(jī)自主航路規(guī)劃仿真模型框架，在此模型框架基礎(chǔ)上對(duì)動(dòng)態(tài)威脅位置的預(yù)測(cè)以及無(wú)人機(jī)自主航路規(guī)劃的過(guò)程進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真。仿真結(jié)