基于A算法的無(wú)人機(jī)航跡規(guī)劃技術(shù)的研究與應(yīng)用.pdf

1、隨著航空技術(shù)和無(wú)人機(jī)性能的不斷發(fā)展，航跡規(guī)劃技術(shù)作為無(wú)人機(jī)自主導(dǎo)航的關(guān)鍵技術(shù)，儼然成為無(wú)人機(jī)領(lǐng)域的一大研宄熱點(diǎn)。無(wú)人機(jī)航跡規(guī)劃是指在分析飛行環(huán)境、飛達(dá)目的地時(shí)間以及燃料消耗等因素的基礎(chǔ)上，為確保無(wú)人機(jī)安全完成飛行任務(wù)而進(jìn)行理想軌道的規(guī)劃。
　　本文的研宄內(nèi)容主要涵蓋飛行環(huán)境建模、威脅處理、無(wú)人機(jī)航跡規(guī)劃算法以及突發(fā)情況下的替代航跡在線規(guī)劃算法，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行無(wú)人機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)。
　　首先，對(duì)航跡規(guī)劃相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，

2、包括航跡空間和飛行航跡的表示方法、飛行航跡的基本約束條件和評(píng)價(jià)方法。其次，介紹原始數(shù)字地圖的建立過(guò)程，引入雙線性插值技術(shù)達(dá)到獲取更加精確的高程數(shù)據(jù)信息的目的。同時(shí)通過(guò)建模方式將威脅數(shù)據(jù)快速融入到經(jīng)過(guò)插值處理的高程數(shù)據(jù)中，從而建立等效高程圖。在此基礎(chǔ)上對(duì)離散航跡規(guī)劃算法和在線航跡規(guī)劃算法展開研宄，其中離散航跡規(guī)劃分別利用A*算法和遺傳算法加以實(shí)現(xiàn)。針對(duì)A*算法搜索區(qū)域大的問(wèn)題提出以下改進(jìn)措施：利用無(wú)人機(jī)自身約束條件縮小搜索區(qū)域、使用最小堆

3、的方式管理OPEN列表、使用雙向搜索策略進(jìn)行路徑搜索。改進(jìn)算法既減少了搜索空間又提高了搜索速度。針對(duì)遺傳算法進(jìn)化慢的問(wèn)題，對(duì)航跡是否可行進(jìn)行劃分，采用不同的遺傳操作算子對(duì)這兩類航跡進(jìn)行操作，此方法可以提高最優(yōu)航跡的搜索速度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明結(jié)合改進(jìn)A*算法與遺傳算法能較好的解決在線航跡規(guī)劃問(wèn)題。
　　最后，在改進(jìn)A*算法的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)開發(fā)了無(wú)人機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)航跡規(guī)劃功能，還具備實(shí)時(shí)監(jiān)控?zé)o人機(jī)的飛行參數(shù)的能力。為解決鏈路數(shù)據(jù)利