基于NSGA-II算法的三维多目标航迹规划

针对现有民航航迹规划模型忽视飞行高度影响,规划目标单一等问题,提出了考虑高度维的三维多目标规划模型。采用栅格法构建包含地表特征、山峰、"三区"和危险天气的规划环境,综合考虑经济效益和安全效益,提出以航程最短、航迹离散系数最小、角度改变量最小和转弯点个数最少为规划目标,引入飞机机动特性约束和民航飞行规则约束,并利用NSGA-Ⅱ算法完成模型求解。最后进行实例分析并与三维A~*算法比较,结果表明该模型效果良好、应用性强,能得到多组具有不同属性的可行航迹。     

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。     

基于改进差分进化算法的多无人机航迹规划

针对已知三维环境下的多无人机动态路径规划问题,在多无人机协同方面基于参考路径长度以及威胁距离进行任务点规划,并根据实际环境设定了约束函数和适应度函数。在航迹规划算法方面则采用改进差分进化算法,将种群基于种群个体的适应度均分为两个子种群,选择不同的变异策略。仿真验证结果显示,改进差分进化算法得到的规划路径在路径长度、适应度值优于传统差分进化算法,可以生成路径更短且适应度值更优的航迹。     

融合Q学习算法和人工势场算法的无人机航迹规划方法

针对基于Q学习算法规划出的航线存在与静态障碍物发生碰撞危险的问题,提出融合Q学习算法和人工势场算法的航迹规划方法。该方法首先利用Q学习算法规划出一条航线,其次根据地图统计该航线每个航段内包含的障碍物,最后对每个包含障碍物的航段采用改进的人工势场法进行重新规划。实验结果显示,提出的融合方法能够在牺牲少量轨迹长度和时间的情况下,得到与静态障碍物避免发生碰撞的最短路径。     

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。     

基于可视图和几何逼近算法的避障路径动态规划研究

为了满足实时仿真的需求,CGF装甲车和武装直升机等的路径规划问题都可以简化成二维平面中的路径规划问题.研究了二维平面中路径规划的核心问题--避障路径规划问题.首先以可视图法所建的求解环境为基础,将避障路径规划转化为一个多阶段决策问题,对于每一个阶段的子问题,应用改进可视图法和几何逼近算法进行求解,得出各阶段的最短路径,最后对避障路径规划进行动态规划求解.     

考虑飞行器RCS分布的航迹规划

提出飞行器根据自身RCS分布特征,在雷达威胁完全覆盖防区时进行突防的三维航迹规划方法.将飞行器在三维空间中的运动分解为水平平面和垂直平面内的运动,简化飞行器RCS分布特征为蝴蝶结形分布,根据雷达探测目标信噪比大小提出多威胁情况下快速判断最具威胁雷达的方法,采用启发式A*算法得到突防航迹.最后对比分析采用固定RCS和分布RCS的飞行器所得突防航迹,结果表明采用分布RCS的航迹安全性更高.     

基于线性预测的雷达航迹压缩算法

雷达通信手段遭到破坏时,目标航迹数据无法传输,可以采用北斗短报文进行应急传输。针对北斗短报文通信容量有限的问题,提出一种基于线性预测的雷达航迹压缩算法。采用线性预测的方法将雷达获取的目标航迹进行分段直线拟合确定航迹的特征点,用特征点代替航迹进行传输实现对航迹的压缩。仿真结果表明:该算法具有非常好的航迹压缩效果。     

多基地多目标无人机协同任务规划算法研究

在多基地多目标多无人飞行器(unmanned aerial vehicle,UAV)的协同任务规划这类约束条件众多、复杂且耦合的多目标优化与决策问题中,利用传统的粒子群优化算法在寻优时容易陷入局部最优,为此,提出了一种基于模拟退火的混合粒子群算法。基于攻打任务背景,综合考虑无人机的物理性能约束,搭建航迹长度最小适应度函数和威胁代价最小适应度函数以构造目标函数,先利用Voronoi图以及Dijkstra算法进行航迹规划,再利用基于模拟退火的混合粒子群算法进行任务分配。仿真结果表明:所提算法融合了模拟退火算法、粒子群优化算法的优点,能快速求解UAV任务规划的近似最优解,且与粒子群优化算法和模拟退火算法相比,在进化次数足够多的情况下该方法得到的结果更优。     

随机网络的α最短路径问题

为了求解随机网络中满足置信度为α的最短路径问题,提出了一种BP神经网络遗传算法。首先给出了随机网络的定义,建立了α最短路径模型;然后采用BP神经网络拟合非线性函数,遗传算法优化BP神经网络输出的方法求解该问题。实验结果表明,提出的模型和算法能有效求解随机网络的α最短路径问题。     

基于MPSO的地面防空群维修任务规划研究

针对地面防空群的维修任务规划问题,建立维修任务规划流程,以维修任务的优先级、维修时间和维修保障资源消耗为目标,建立了地面防空群维修任务规划模型,根据战场环境特点,基于置信度法确定多目标参量的权重,将多目标优化问题转化为单目标问题,并采取改进的自适应粒子群优化算法对模型进行求解。通过实例验证,该方法在收敛速度及求解结果质量上均优于传统粒子群算法,可以有效解决地面防空群的维修任务规划问题,对部队维修保障决策具有一定的参考价值。     

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。     

基于多目标约束的基本保障单元人力资源优化研究

针对装备维修工作中基本保障单元的人员优化问题,在维修过程中为保证以最少的人员在最短的时间内完成预定的维修任务,分析了修理工期与人员数量的关系,应用多目标约束理论建立了工期人员优化的多目标数学模型,通过预处理将模型转化为路径组合优化问题,并用改进的蚁群算法对模型的求解进行了研究,最后通过实例验证了优化模型及求解方法的有效性和实用性。     

基于粒子群优化算法的低空突防航迹规划

本文提出了运用粒子群优化算法来对飞机低空突防进行航迹规划的方法。首先,说明了飞机突防需要满足的物理限制和战术要求。其次,根据低空突防航迹规划约束多,计算复杂的特点引入粒子群优化算法,并且对其进行简要的介绍。应用粒子群优化算法对低空突防战术进行航迹规划。最后实验结果表明,该方法能够对飞机低空突防过程规划出可行的飞行航迹。     

改进人工蜂群算法的无人机航迹规划研究

如何快速地规划出满足约束条件的飞行航迹,是实现无人机自主飞行的关键。将改进的人工蜂群算法应用于求解无人机航迹规划问题,同时在人工蜂群算法的侦察阶段引入差分进化算法的思想。通过仿真实验并与标准人工蜂群算法比较,结果表明此算法能够有效加快收敛速度,提高最优航迹精度,是解决航迹规划和其他高维复杂函数优化的有效方法。     

基于最优控制的翼伞路径规划

提出了一种基于最优控制的翼伞路径规划方法。该方法以提高落点精度和减少操纵量为目标,将翼伞的轨迹优化问题转变为参数优化问题,并运用改进的粒子群优化算法进行了有效的求解,得到了基于最优控制的翼伞路径规划的近似最优解。为了验证该方法的可行性,在仿真环境中同时使用了传统分段控制方法和最优控制方法。归航的计算机仿真结果表明,基于最优控制的翼伞路径规划方法提高了落点的位置精度和方向精度,同时减少了操纵量。     

基于分组优化改进粒子群算法的无人机三维路径规划

针对粒子群算法在解决三维路径规划问题中遇到的过早成熟、陷入局部最优等问题,借鉴鸡群算法中的分组优化策略,对粒子群算法中的粒子进行分组处理,并在小组粒子更新时采取模拟退火操作,提高了粒子群算法的局部搜索能力,有效避免了陷入局部最优和早熟的现象。利用MATLAB进行实验仿真,验证了使用鸡群分组优化策略和模拟退火操作改进后的粒子群算法在解决无人机三维路径规划问题上的可行性和有效性,实验结果表明,改进后的算法具有更强的局部搜索能力且规划的航迹稳定性更好。     

空间密集群目标关联与跟踪算法研究

为提高对空间密集群目标跟踪的精度,提出了基于全局最近邻的群目标关联与跟踪算法。通过对空间密集目标进行群分割,将群跟踪问题转化为多目标跟踪问题,考虑到空间目标具有运动速度快的特性,基于"全局最优"原则选取距离最近的群目标和量测进行优先关联与更新,避免关联冲突和减少关联错误,可有效解决关联准确性与跟踪实时性之间的矛盾,同时提出航迹预测与轨迹预报相结合的方法,来解决跟踪过程中的航迹断续与融合问题。仿真实验结果验证了所提算法的有效性。     

基于Dijkstra算法的水平航迹规划

战术飞行任务的航迹规划是依靠地形信息和敌情信息,在某些约束条件下,找出作战飞机从起飞点到目标突防生存概率最大、航程最短的飞行轨迹的过程。采用简易方法建立了威胁模型,用Dijkstra算法实现了作战飞机整体最优水平航迹解算,并给出了具体算例,验证了算法的有效性和实用性。     

基于改进A~*算法的航迹规划设计研究

针对传统A~*算法得出最优航迹为"折线航迹",增大了转弯处的航程和飞行时间,难以满足实际飞机飞行安全性需求,提出了一种基于"追踪"思想的改进A~*算法。该算法利用追踪模型的微分方程对航迹进行求解,得出较初始"折线航迹"距离更短的"曲线航迹",精确规划出最优路线,且能快速解决障碍规避问题。最后,以北京到成都、西安到上海等7条航线的航班为仿真算例,充分验证了所提算法的有效性。