简论航迹自适应可变威胁多无人飞行器协同航迹规划算法

论文导读：在多次进化后代价在可接受范围内。在多飞行器协同航迹规划上，初始阶段提出了基于时间协同航迹规划算法，它按照每条航迹顺序规划的原则完成所有飞行器的规划，以保证各个飞行器在空中停留时间最短，并最终同时到达目标点。在飞行历程中如果某个飞行器遇到新威胁时，提出了基于时间协同航迹再规划算法，在新规划航迹后仍然保证各个
摘要：多无人飞行器协同航迹规划是指各飞行器对于给定的同一目标在到达时间限制上能满足任务要求所规划的飞行航迹，即基于时间协同的多飞行器航迹规划技术。对于每个飞行器来说，在路径规划的历程中都希望航迹的代价尽可能的小，同时又希望多个飞行器在协同规划上达到最优。另外由于无人飞行器在沿初始规划航迹向目标运动历程中，由于环境可变性使得飞行器必须实时地重新进行航迹规划。为此，本论文提出一种自适应可变威胁的多无人飞行器协同航迹规划算法。在单飞行器的航迹规划上，初始阶段提出了基于稀疏A*的三维航迹规划算法，以满足初始航迹的代价尽可能小的要求。在飞行历程中可能受到动态转变威胁的影响，再规划阶段提出了基于进化的高概率匹配点航迹规划算法，这里的高概率匹配点为前一阶段节点扩展时未受威胁影响的已扩展与待扩展航迹节点，此算法利用进化算法的快速规划性满足实时性要求，同时后续航迹在多次进化后代价在可接受范围内。在多飞行器协同航迹规划上，初始阶段提出了基于时间协同航迹规划算法，它按照每条航迹顺序规划的原则完成所有飞行器的规划，以保证各个飞行器在空中停留时间最短，并最终同时到达目标点。在飞行历程中如果某个飞行器遇到新威胁时，提出了基于时间协同航迹再规划算法，在新规划航迹后仍然保证各个飞行器同时到达目标，通过重新协调各个飞行器的速度保证协同性，避开了再次规划后其他未受威胁影响的飞行器可能有着的绕路不足。实验结果表明，多飞行器初始航迹规划在航迹代价上较小，并满足了分散性的原则，基于时间协同上达到最优。对于有着可变威胁的情况下能有效进行航迹再规划，再次规划的路径近似最优以及满足规划实时性要求，最终在基于时间协同的条件下同时到达目标。关键词：航迹规划论文时间协同论文自适应论文稀疏A*论文进化算法论文
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ABSTRACT5-7
目录7-10
第1章 绪论10-17

1.1 探讨背景和作用10-11

1.2 国内外探讨近况11-13

1.3 传统航迹规划算法所有着的不足13-15

1.4 本论文的结构15

1.5 小结15-17

第2章 无人飞行器航迹规划论述基础17-23

2.1 空间环境表示策略17

2.2 航迹节点与航迹表示17-18

2.3 航迹代价18-19

2.4 航迹限制条件19-21

2.4.1 飞行器的物理条件限制19-20

2.4.2 飞行任务的需求限制20-21

2.5 航迹评估准则21-22

2.6 小结22-23

第3章 自适应可变威胁的单无人飞行器航迹规划算法23-41

3.1 不足描述23-25

3.2 初始航迹规划算法25-31

3.

2.1 A*算法25

3.

2.2 稀疏 A*算法25

3.

2.3 基于稀疏 A*的三维航迹规划算法25-31

3.3 航迹再规划算法31-38

3.1 进化计算31-32

3.2 基于进化的高概率匹配点航迹规划算法32-38

3.4 一种自适应可变威胁的航迹规划算法38-40

3.5 小结40-41

第4章 自适应可变威胁的多无人飞行器协同航迹规划算法41-51

4.1 不足描述41-43

4.2 基于时间协同初始航迹规划算法43-47

4.3 基于时间协同航迹再规划算法47-48

4.4 一种自适应可变威胁的协同航迹规划算法48-50

4.5 小结50-51

第5章 实验案例与结果浅析51-57

5.1 实验环境51-52

5.2 实验案例52

5.3 单无人飞行器航迹规划实验结果52-54

5.4 多无人飞行器航迹规划实验结果54-56

5.5 小结56-57

第6章 结论与展望57-59

6.1 结论57-58

6.2 展望58-59

致谢59-60
参考文献60-62
攻读学位期间发表论文以及参加科研情况62-63