基于時間協(xié)同的多UAV航跡規(guī)劃方法研究.pdf

1、隨著信息技術的發(fā)展，無人飛行器因為其獨特的優(yōu)勢，在戰(zhàn)爭中受到越來越多的關注。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，防空體系逐漸完善，為了最大限度的摧毀敵方單位，依靠一架飛行器來執(zhí)行任務顯然不能滿足要求。單飛行器的劣勢表現(xiàn)在：一，如果被敵方防空體系摧毀將造成任務的失敗，隨著防空體系的完善這種被摧毀的概率將會增加；二，它的摧毀能力有限，不能徹底的摧毀敵方目標。所以研究多無人飛行器協(xié)同作戰(zhàn)將是未來戰(zhàn)爭發(fā)展的趨勢。
　　航跡規(guī)劃作為無人飛行器作戰(zhàn)的核心技術之一，

2、也越來越受到國內(nèi)外專家學者的研究。目前，大多數(shù)航跡規(guī)劃的研究都集中在單飛行器航跡規(guī)劃，對于多飛行器協(xié)同航跡規(guī)劃的研究比較少?，F(xiàn)有的多航跡規(guī)劃算法主要有進化算法，稀疏A*算法和Voronoi圖法等。用這些算法解決多飛行器航跡規(guī)劃時，在搜索空間和時間上都存在著一定的問題。因此，本文在原有稀疏 A*算法的基礎上進行了改進，提出了改進稀疏 A*算法，將其應用于單飛行器航跡規(guī)劃。在單飛行器航跡規(guī)劃的基礎上，設計了一種時變協(xié)同航程，將時變協(xié)同航程與

3、改進稀疏 A*算法相結合提出了一種新的協(xié)同稀疏A*算法。具體的研究成果如下：
　?。?）改進稀疏A*算法。改進稀疏A*算法是在原有算法的基礎上，引入了收縮因子并利用收縮因子對算法的搜索空間進行了刪減操作，從而使得算法的收斂速度得到極大的改善。為了使得改進稀疏 A*算法規(guī)劃出的航跡更符合實際情況，采用了姿態(tài)矩陣法計算算法的擴展點坐標。
　　（2）時變協(xié)同航程。在算法的運行過程中，由于每條航跡的當前節(jié)點和航跡段數(shù)是已知的。時變協(xié)

4、同航程為所有航跡中從起始點到當前節(jié)點的已經(jīng)擴展航程和當前節(jié)點與目標點的直線距離之和的最大值。時變協(xié)同航程的值隨著當前節(jié)點的改變而進行更新。本文設計的時變協(xié)同航程的計算和更新是在算法中進行的，因此時變協(xié)同航程與算法的關聯(lián)更為緊密，使得算法的協(xié)同性能變得更好，當遇到復雜環(huán)境時可以根據(jù)算法進行自動調(diào)整，同時避免了原有協(xié)同航程在算法運行之前需要的復雜運算。
　?。?）協(xié)同稀疏A*算法。該算法將改進稀疏A*算法與時變協(xié)同航程相結合。新算法很