一种改进遗传算法在UCAV快速航迹规划中的应用

针对无人作战飞机(Unmanned Combat Aerial Vehicle,UCAV)航迹规划约束条件复杂、不确定因素多、实时性要求高的特点,提出了一种基于Voronoi图和改进遗传算法的快速航迹规划方法。该方法采取分层航迹规划的思想,首先根据Voronoi图生成初始航迹,并综合考虑约束条件,赋予各条航迹相应的权值;然后应用改进的遗传算法在生成的航迹空间中寻优,最终得到满意的航迹。该算法利用多处理机并行计算技术对传统遗传算法进行改进,大大缩短寻优时间。仿真结果表明基于Voronoi图和改进遗传算法的航迹规划提高了实时性,增强了UCAV的动态战场适应能力和突发威胁应对能力。     

无人机三维航迹规划与可视化仿真

结合无人机的机动能力限制条件,研究了基于稀疏A*算法的无人机三维航迹规划.该算法有效修剪了搜索空间中的无用节点,缩短了航迹搜索时间.在搜索过程中,充分利用了三维地形信息,使算法生成的航迹能够自动回避地形和雷达威胁.最后通过三维航迹的可视化仿真,对生成的航迹进行了验证.     

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。     

具有时间约束任务的无人机航迹规划方法

根据战场环境中威胁的种类及特性,建立了威胁模型,描述了威胁范围与威胁概率的关系;在对具有时间敏感性任务的无人机进行航迹规划时,根据无人机任务的时间限制,结合无人机的性能参数,采用适当增加风险代价,来满足任务时间要求的方法,改进了A*搜索算法,将A*算法的代价估价函数设置为与时间相关的函数,采用变步长搜索策略,通过判断是...     

突发威胁下的无人机动态航迹规划研究

针对突发威胁下无人机动态航迹规划的问题,提出了一种避开突发威胁的动态规划算法。利用A*算法生成全局最优航迹并进行平滑处理。当遇到突发威胁时,利用三次样条的二阶连续性及边界条件进行局部航迹规划,能够生成一簇候选路径,根据候选路径中心线与突发威胁中心线之间的夹角对候选路径簇进行旋转调整,使其路径簇完全包围突发威胁且具有对称性。最后综合考虑安全性、平滑性和连贯性的3种代价函数,建立总代价函数,选择出最佳的规避威胁航迹。实验结果表明,该算法能够在众多候选路径中选择出一条完全避开障碍安全平滑的较优航迹,且耗时短,实时性较强。     

基于A*算法的无人机地面目标跟踪

提出一种在威胁环境下应用A*算法进行目标跟踪的方法。为了简化模型和便于分析,主要考虑地形和雷达威胁。在考虑了雷达盲区的安全区域内,利用目标的实时信息和改进后的A*算法对无人机航迹进行规划,以达到跟踪地面移动目标的目的。仿真结果表明,所提出的方法可以很好地实现目标跟踪。     

一种飞行器在线实时航迹规划算法

针对飞行器在线航迹规划问题展开研究,提出了一种实时航迹搜索算法。该方法将飞行器的运动与航迹搜索结合在一起,可以有效地调节搜索的时间,满足在线实时应用的要求。通过在限定的时间内扩大寻优范围,该算法可以有效地避免不可行区域,并使生成的航迹更加优化。实验结果表明,算法能有效地处理各种航迹约束,实时地生成满意的三维航迹。     

一种用于SEAD任务的改进型Voronoi图

根据雷达所在位置构造Delaunay三角形,取它的外心作为Voronoi图的顶点,构造常规Voronoi图,使用随机搜索算法可以为无人战斗机规划安全路径。由于战场环境威胁各异,使用常规Voronoi图不再能表征真实的SEAD任务,增大了无人战斗机的威胁,本文提出了一种新的Voronoi图的改进方法,以提高无人战斗机在执行SEAD任务时的生存概率。首先,根据可能出现的各种情况进行了分析,提出了改进型Voronoi图的构图原则。然后,提出了在不同威胁体下,基于"Delaunay多边形"构造改进型Voronoi图的方法。最后,进行了仿真。仿真算例的结果验证此方法可以明显地提高无人战斗机的生存概率。     

直升机低空突防中的近程航迹规划方法

武装直升机实施低空突防时,在远程航迹规划得到的参考航迹上进行近程航迹规划来求得用于飞行的实际航迹,通过近程规划中面临的实际战场情况和机载探测、导航系统自身限制的分析,得到近程规划算法的主要限制和约束条件,并建立了快速蚁群算法和宽度优先快速搜索算法两种近程规划方法,在样例地形和威胁信息的基础上进行仿真,搜索最优航迹,计算航迹的各项指标,针对两种算法的特点进行了讨论,最后的计算结果可以作为近实时情况下的实际飞行航迹节点提供给导航系统。     

基于改进稀疏A~*编队航迹实时规划方法

根据干扰任务与战场态势对随队支援干扰机干扰航线与资源分配的实时规划是空中突防作战中的关键技术。对航迹实时规划技术的概念进行概述,以突发威胁环境为背景,建立随队支援干扰编队的航迹实时规划模型。针对实时搜索的稀疏A*搜索算法,设置了新的目标函数。基于改进的稀疏A*搜索算法,利用仿真技术对三维航迹进行更新,实现实时规划的目的。     

基于Dubins路径的智能车辆路径规划算法

路径规划是车辆智能化的核心问题之一,而所有路径均可分解为简单的Dubins路径。在Dubins路径的思想下对智能车辆的行驶路径进行分段研究,并利用经典PID控制对该算法的执行性能进行检验。研究表明:算法能计算出车辆行驶的最短路径,减少了车辆行驶的路径长度,缩短了行驶时间,减少了控制系统的计算量,提高了车辆执行系统的执行力度,降低了执行误差,对最优路径具有较好的选择性。     

Simple paths with exact and forbidden lengths

We study new decision and optimization problems of finding a simple path between two given vertices in an arc weighted directed multigraph such that the path length is equal to a given number or it does not fall into the given forbidden intervals (gaps). A fairly complete computational complexity classification is provided and exact and approximation algorithms are suggested.     

基于最少谓词思想的可达路径选择

对于结构测试中的不可达路径问题,仅仅使用传统的不可达路径排除方法存在很大的限制性,应用效果一般.积极选择可达路径的思想可有效减少不可达路径的产生.目前,基于最少谓词思想的路径生成方法得到广泛的认可.了解可达路径选择思想后,主要介绍一种基于数据流信息的,具体应用基本程序切片技术来生成可达路径的方法,该方法可生成几乎有最少谓词的路径,有较好效果.     

基于改进快速扩展随机树的机械臂路径规划

针对机械臂路径规划问题,提出一种基于改进RRT算法的路径规划方法。改进RRT结合了目标偏置策略和贪婪生长策略的优点,在随机采样时,以一定概率使采样点偏置为目标节点,降低随机采样的盲目性,在目标节点方向上采用贪婪式扩展策略,增加随机树局部方向上的生长速度。RRT法规划路径结果并非最优,提出改进GPP法删除多余路径节点,优化机械臂运动路径。通过与Biased-RRT和Greedy-RRT数值仿真结果对比,证明了改进RRT在计算时间、迭代次数、扩展节点数上均优于以上方法。在机械臂两种典型工作环境中的仿真结果表明,使用该方法可以较好解决排爆机械臂避障路径规划问题。     

Random disambiguation paths for traversing a mapped hazard field

We consider the problem of safely and swiftly navigating through a spatial arrangement of potential hazard detections in which each detection has associated with it a probability that the detection is indeed a true hazard. When in close proximity to a detection, we assume the ability—for a cost—to determine whether or not the hazard is real. Our approach to this problem involves a new object, the random disambiguation path (RDP), which is a curve‐valued random variable parametrized by a binary tree with particular properties. We prove an admissibility result showing that there is positive probability that the use of an RDP reduces the expected traversal length compared to the conventional shortest zero‐risk path, and we introduce a practically computable additive‐constant approximation to the optimal RDP. The theoretical considerations are complemented by simulation and example. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2005     

移动式C3I机动路线选择多准则决策折衷对话算法

提出非劣路径和满意路径的概念,给出准则网络图满意路径问题的数学模型,利用多准则决策理论和方法,通过构造辅助问题,研究辅助问题和非劣路径的关系,设计出多准则网络图的交互式满意路径算法。     

巡航导弹攻击路径组的优化与评估

为保证对敌方目标实施多次有效攻击,巡航导弹攻击路径选择的关键在于寻找一组优化路径而不是一条优化路径(如果存在),既满足性能指标要求,又满足作战应用要求.在作战区域内任意两个匹配区之间飞行航迹已知(专题讨论)的情况下,就巡航导弹攻击路径组的优化与评估问题进行了探讨,分析了导弹作战运用要求和性能指标要求,建立了攻击路径组的优化与评估模型,计算结果表明:所给出优化与评估模型是可行的,能够满足巡航导弹实际作战要求.     

基于k短路径的兵力机动路线优化方法

由于传统Dijkstra算法只能求解最优路径,结合兵力机动路线选择的需要,将求解k短路径的实用算法引入到兵力机动路线优化问题中,给出了算法的数据结构和步骤。在道路权重的确定上,提出将路程、通行能力和安全性三项指标相结合的思想,并给出了综合权重的计算方法。仿真实验表明所提方法具有较强的实用性。     

带冠涡轮叶盘弯扭通道中复杂电极的进给轨迹

整体涡轮叶盘精加工是决定叶盘最终几何精度的关键技术 ,电火花加工 (EDM)则是涡轮叶盘精加工的有力手段。在涡轮叶盘EDM精加工中电极的设计的基础上 ,进行了电极在带冠叶盘弯扭狭窄通道中无干涉进给轨迹的搜索 ,其中的核心问题是电极运动约束条件的确定。最后给出了轨迹搜索的范例结果