基于辅助制导的无人飞行器有向航迹网络图设计

基于辅助制导的无人飞行器多航迹规划是现今航迹规划的主流研究方向之一。飞行器规划空间广,规划过程耗时长,如何提高航迹规划的速度是一个急待解决的问题。因此,提出了一种在预处理过程中生成的、满足战场环境和基于辅助制导无人飞行器飞行特性的有向航迹网络图。该网络图适用于基于辅助制导的无人飞行器多航迹快速规划,使用数据库存储和管理,具有整体数据结构化、易扩充、占用内存资源小、可大大缩短规划时间等优点。     

不确定环境中的飞行器航迹快速搜索算法

本文提出了一种飞行器两阶段航迹规划算法,该方法能够在具有不确定信息的飞行环境中进行实时规划。首先根据获得的先验信息建立概率模型———概率图;其次为保证航迹的鲁棒性及可行性,先用RYG算法确定飞行器的安全走廊,有效地缩小了搜索空间。在此基础上,考虑到实际约束条件,再利用A*搜索算法进一步细化,得到一条最优航迹。仿真结果表明,该算法能够快速有效地完成规划任务,获得较满意的航迹。     

基于威胁建模的多航迹规划算法

针对飞行器多航迹规划问题,首先为飞行器进行威胁建模,以此构建航迹规划的基本代价函数,使用引入排挤策略的K-均值聚类方法,将航迹依照其空间分布划分成多个相异种群,有效地保持了解的多样性,使航迹在空间离散度高,与粒子群算法相结合提高了求解效率,实现了算法的自适应。仿真结果表明,该算法能够为飞行器快速规划出多条航迹,克服了人工规划的主观性,满足实际作战中预航迹规划的需求。     

空中多飞行器飞行轨迹优化数值仿真

针对空中多飞行器在复杂环境中飞行轨迹的多目标最优问题，分析了多飞行器飞行过程中各种可视和不可视约束条件。基于在回避威胁区前提下燃料消耗最少、飞行时间最短的综合性能指标，采用“多方法组合”思路，提出了改进动态规划法和多点边值法组合算法，并进行了仿真验证，大量C＋＋数值飞行仿真结果表明该算法能够在考虑外界复杂环境和飞行器各种约束条件下快速规划出空中多飞行器的最优飞行轨迹，该组合算法具有一定的实用性和创新性。     

多飞行器协同轨迹优化设计

针对多飞行器协同轨迹约束多、耦合强的复杂多目标优化与决策问题,对多飞行器协同轨迹优化进行了较为系统的研究。首先,对多飞行器协同轨迹优化进行了数学描述和对多飞行器在未知环境下的航迹规划进行了数学建模;其次,提出了多飞行器协同任务规划系统优化设计的数值算法,其主要包括多飞行器协同任务分配算法与飞行器最优航迹规划;最后,基于以上的研究,对3种典型不同情况下的多飞行器协同轨迹优化进行了飞行数值仿真与分析。该算法具有以下特性:全局一体优化、采用最优的多维策略、实时在线性、高精度、能够考虑各种随机干扰的作用等。     

一种可实现TF/TA2的无人飞行器三维航迹规划方法

从规划空间的有效表达着手对无人飞行器三维航迹规划展开研究,基于地形和威胁提出的飞行器航迹规划方法将航迹规划分为学习阶段和查询阶段,环境信息和飞行器的大部分约束条件结合在路线图的构造过程中,航迹搜索在此路线图中进行并最终实现全部约束条件.试验结果显示,该方法可以实时获得实现TF/TA2的三维航迹.     

基于突防网格模型的动态航迹规划

首先以地形环境数据为基础,建立了综合地形因素、山峰障碍、攻击威胁等为一体的突防网格模型,然后研究建立了基于动态规划算法的航迹规划系统,使低空飞行器不仅能够回避现有的复杂地形、地貌、障碍和攻击威胁等众多因素,而且能实时接收指控系统的命令,对突然来袭的威胁等作出反应,进而重新规划航迹.经仿真试验验证了该系统能够完成预定的飞行任务,具有很好的实用性.     

不确定环境下飞行器航迹规划

根据环境的确定性程度,飞行规划可划分为确定性航迹规划和不确定性航迹规划。针对不确定战场环境航迹规划问题进行了研究,提出了一种基于概率表示的军用飞行器航迹规划方法。根据威胁源的存在概率函数、位置分布概率函数和静态威胁概率函数模型,建立了不确定威胁的威胁概率函数模型。将遗传算法运用到航迹规划中,并进行了仿真实验,仿真结果验证了模型及算法的有效性。     

基于自由空间法的航迹规划方法

针对无人飞行器的海上航迹规划问题,提出了一种基于自由空间法的规划方法。该方法首先对规划空间进行单元分解后,搜索给定的起始单元到目标单元所有的连通分支,将规划空间进行通道划分,然后在每个通道内采用规划算法进行航迹规划,该通道的划分既可应用于多航迹的协同规划,也可求出单航迹的最优航迹。实验结果表明,该方法可用于无人飞行器的海上航迹规划。     

基于改进粒子群算法的单预警机动态航迹规划

现代战争的战场环境复杂多变,要求预警机必须在执行任务过程中根据临时获取的战场信息进行实时动态航迹规划,因此动态航迹规划具有更强的实战意义。基于此,首先分析了预警机航迹规划与目前研究的飞行器航迹规划的不同,指出目前研究的静态航迹规划方法不能满足动态规划的实时性要求;其次,对影响预警机动态航迹规划的主要因素进行数学建模后得出代价函数;然后,基于改进粒子群优化算法对其进行动态航迹寻优;最后,通过matlab仿真证明了设计的方法能够自动进行动态航迹规划和评价选优,同时能够满足实时性要求。