無(wú)人機(jī)航跡規(guī)劃與監(jiān)控系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、無(wú)人機(jī)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中的廣泛應(yīng)用，使得無(wú)人機(jī)安全飛行和準(zhǔn)確完成任務(wù)成了國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。航跡規(guī)劃能針對(duì)不同的任務(wù)需求為無(wú)人機(jī)提供一條或多條安全可行的航路，保證無(wú)人機(jī)的自主飛行。狀態(tài)監(jiān)控能實(shí)時(shí)反映無(wú)人機(jī)的狀態(tài)，保證地面人員在無(wú)人機(jī)遇到突發(fā)威脅和故障時(shí)做出及時(shí)處理。航跡規(guī)劃和狀態(tài)監(jiān)控是無(wú)人機(jī)地面站中的兩個(gè)功能模塊，在發(fā)展通用型地面站的趨勢(shì)下，對(duì)這兩個(gè)模塊的研究與實(shí)現(xiàn)具有一定的實(shí)際意義。
　　本文的目標(biāo)是開(kāi)發(fā)出一套具備一定通用性的無(wú)人機(jī)航跡

2、規(guī)劃與監(jiān)控系統(tǒng)?；趯?duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有地面站的研究成果的調(diào)研，結(jié)合現(xiàn)有條件和技術(shù)，構(gòu)建了系統(tǒng)的總體方案：確定了數(shù)字地圖、虛擬儀表、分隔視圖等基本組成；以及航跡規(guī)劃、航跡跟蹤和回放、航點(diǎn)編輯、飛行監(jiān)控等基本功能；同時(shí)，增加了三維GIS地圖、手動(dòng)編輯航跡、編輯撤銷/重做功能。
　　在航跡規(guī)劃方面，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有航跡規(guī)劃算法的研究，基于現(xiàn)有的三維GIS條件，研究了三維GIS的A*搜索算法實(shí)現(xiàn)單機(jī)單目標(biāo)的航跡規(guī)劃，充分考慮油量、威脅系數(shù)和無(wú)人機(jī)物理

3、約束等因素，確定出合理的代價(jià)函數(shù)作為節(jié)點(diǎn)搜索的估價(jià)函數(shù)。在此基礎(chǔ)上，提出多無(wú)人機(jī)同時(shí)打擊同一目標(biāo)的問(wèn)題。基于多無(wú)人機(jī)任務(wù)協(xié)同控制理論，采用分布式控制方法控制多無(wú)人機(jī)同時(shí)打擊目標(biāo)，利用非線性動(dòng)態(tài)平均估計(jì)算法估算多無(wú)人機(jī)同時(shí)到達(dá)目標(biāo)位置的平均時(shí)間，建立了分布式控制的控制方程，采用李雅普洛夫函數(shù)證明了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并研究了受到干擾情況下系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　　在軟件實(shí)現(xiàn)上，基于發(fā)展通用型軟件系統(tǒng)的需求，為提高系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性，利用分隔