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一种用于低空飞行的在线航迹重规划方法

西北工业大学学报 2005年第2期23卷 271-275页

作者：唐强张新国刘锡成西北工业大学自动化学院陕西西安710072 飞行自动控制研究所陕西西安710065

研究了飞行器在低空飞行时的在线航迹重规划问题,并提出了一种新方法。通过引入最小威胁曲面的概念生成三维航迹搜索空间,利用一个有限项的多项式函数来逼近最小威胁曲面中的三维航迹在二维水平面内的投影,将航迹规划问题转为在一个一... 详细信息

研究了飞行器在低空飞行时的在线航迹重规划问题,并提出了一种新方法。通过引入最小威胁曲面的概念生成三维航迹搜索空间,利用一个有限项的多项式函数来逼近最小威胁曲面中的三维航迹在二维水平面内的投影,将航迹规划问题转为在一个一元函数多项式系数空间中的搜索寻优。利用粒子群优化算法完成优化,并借鉴预测控制中滚动时域优化的思想,以在线滚动进行优化的方式完成航迹的在线重规划。实验表明该方法能够规划出合理的航迹并满足实时性要求。

关键词：航迹规划在线重规划最小威胁曲面航迹投影滚动优化粒子群优化

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一种基于遗传算法的低空突防航迹规划方法

弹箭与制导学报 2004年第S4期24卷 386-389页

作者：唐强左玲张翔伦西北工业大学自动控制系

对基于遗传算法的低空突防航迹规划问题进行了研究。通过引入最小威胁曲面的概念生成三维航迹搜索空间.利用一个有限项的多项式函数来逼近最小威胁曲面中的三维航迹在二维水平面内的投影.从而原来的规划问题简化为在一个一元函数多项式... 详细信息

对基于遗传算法的低空突防航迹规划问题进行了研究。通过引入最小威胁曲面的概念生成三维航迹搜索空间.利用一个有限项的多项式函数来逼近最小威胁曲面中的三维航迹在二维水平面内的投影.从而原来的规划问题简化为在一个一元函数多项式系数空间中的搜索寻优。利用遗传算法,将约束条件和搜索算法相结合,生成的航迹具有地形跟随、地形回避和威胁回避的功能,并进行了仿真验证.

关键词：航迹规划低空突防最小威胁曲面航迹投影遗传算法

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粒子群法在三维航迹规划及优化中的应用

电光与控制 2008年第5期15卷 1-6页

作者：余伟龙吴庆宪姜长生南京航空航天大学自动化学院南京210016

有效航迹规划是对敌纵深目标攻击成功的可靠保证,为了在复杂的地形和敌方火力威胁环境中生成最优的三维航迹,提出了一种利用粒子群法来优化三维航迹规划的方法,同时,利用动态窗对原航迹规划中新出现的威胁进行航迹动态规划。根据飞行器... 详细信息

有效航迹规划是对敌纵深目标攻击成功的可靠保证,为了在复杂的地形和敌方火力威胁环境中生成最优的三维航迹,提出了一种利用粒子群法来优化三维航迹规划的方法,同时,利用动态窗对原航迹规划中新出现的威胁进行航迹动态规划。根据飞行器的飞行性能,通过引入最小威胁曲面概念生成三维航迹搜索空间,再利用一个有限项的多项式函数来逼近最小威胁曲面中的三维航迹在二维水平面内的投影,将原来的规划问题简化为在一个一元函数多项式系数空间中的搜索寻优。仿真结果显示,利用粒子群法优化的静态航迹规划能有效减小搜索空间,提高规划效率,同时,动态航迹规划能回避新威胁。

关键词：动态航迹规划最小威胁曲面粒子群优化航迹投影

竞争量子进化算法的巡航导弹航路规划与重规划方法

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空军工程大学学报（自然科学版） 2016年第6期17卷 28-34页

作者：乔冬冬方洋旺张磊彭维仕空军工程大学航空航天工程学院西安710038

针对巡航导弹航路规划问题,提出了一种竞争量子进化算法(CQEA),算法通过双方向进化及自适应变异避免其陷入局部最优解。同时,鉴于航路重规划对实时性的高度要求,借助最小威胁曲面及搜索竖线将三维搜索空间降到一维,并引入功能区域簇初... 详细信息

针对巡航导弹航路规划问题,提出了一种竞争量子进化算法(CQEA),算法通过双方向进化及自适应变异避免其陷入局部最优解。同时,鉴于航路重规划对实时性的高度要求,借助最小威胁曲面及搜索竖线将三维搜索空间降到一维,并引入功能区域簇初始化思想来保证初始种群皆为非劣个体,从问题的几何本质上提升航路重规划效率。最后利用CQEA算法进行了航路规划与重规划仿真实验,结果表明,与PAQEA相比,CQEA搜索效率更高,稳定性更好;与原三维搜索空间相比,通过削减搜索空间及引入功能区域簇初始化思想后算法搜索速率更快,符合航路重规划对实时性的高度要求。

关键词：巡航导弹航路重规划竞争量子进化算法搜索竖线最小威胁曲面功能区域簇

基于天牛须搜索算法的无人机二维与三维空间路径规划研究

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基于天牛须搜索算法的无人机二维与三维空间路径规划研究

作者：沈旭东杭州电子科技大学

学位级别：硕士

无人驾驶飞行器Unmanned aerial vehicles(UAVs)被越来越广泛的运用在军事和民用环境中执行关键任务,因为它们可以在危险条件或极端天气下执行任务。运动的飞行器和车辆等都具有高速的动力学特性,为了满足规划的低复杂度需求,在执行任... 详细信息

无人驾驶飞行器Unmanned aerial vehicles(UAVs)被越来越广泛的运用在军事和民用环境中执行关键任务,因为它们可以在危险条件或极端天气下执行任务。运动的飞行器和车辆等都具有高速的动力学特性,为了满足规划的低复杂度需求,在执行任务时所需要进行的最重要工作就是实现具有可执行性和低计算复杂度的路径规划。近年来,路径规划领域提出了许多完备和概率完备的路径规划方法。其中部分方法将路径规划环境转换为某种特定形式的节点图,然后用基于启发的算法来进行启发式路径规划。然而,由于路径规划问题是一个Non-deterministic Polynomial(NP)完全问题,这些方法的执行效率往往较低,无法用于在线的路径规划任务。为了有效解决基于启发式算法的路径规划方法效率低下的问题,本文提出了obstacle avoidance beetle antennae search(OABAS)这一高效的动态路径规划以及避障方法。本文为二维空间中的模型设计了求解与寻优方案,该方法在二维环境中将路径点和环境中的障碍物建立模型,然后将导航点作为优化的对象。对于无人机这样一个非线性时变系统,系统的输入还包括最大转弯角、最小安全间隔等限制条件。为了使算法应用在三维环境中,本文利用OABAS算法的高效性,基于最小威胁曲面和观测窗口法设计了预规划方案,使得无人机在三维空间中具有动态路径规划以及障碍物躲避的能力。在相同的模型设计方案下,本文使用粒子群算法、蜂群算法以及天牛须搜索算法进行验证测试。仿真结果表明,该方案能够快速规划出可用路径并进行进一步的寻优过程,且本文提出的方法不仅有将近99%的概率完备性,同时具有渐进最优的规划结果。同时,对无人机路径规划系统的控制输入添加噪声,进行鲁棒性测试,仿真结果显示该路径规划系统具有较强的鲁棒性。基于三维环境中的仿真结果基准,该方法能够在动态环境当中完成障碍物躲避任务,且显著提高了规划效率。

关键词：无人机路径规划障碍物躲避最小威胁曲面优化算法

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基于粒子群优化算法的无人机航迹规划

基于粒子群优化算法的无人机航迹规划

作者：陈冬西北工业大学

学位级别：硕士

无人机作为侦察、作战的重要手段，受到世界各国的广泛关注，任务／航迹规划系统是无人机实现自主飞行和自主攻击的关键。本文在分析现有航迹规划算法的基础上，提出了基于粒子群优化算法的无人机航迹规划方法，并进行了仿真研究，其主... 详细信息

无人机作为侦察、作战的重要手段，受到世界各国的广泛关注，任务／航迹规划系统是无人机实现自主飞行和自主攻击的关键。本文在分析现有航迹规划算法的基础上，提出了基于粒子群优化算法的无人机航迹规划方法，并进行了仿真研究，其主要工作为： (1)研究了无人机航迹规划基础模型和算法，建立了地形和威胁模型，采用函数法研究了地形模拟算法、威胁山峰模拟算法以及等效地形融合算法，通过数字地图预处理算法满足了无人机航迹规划对数字地图的要求。 (2)提出一种基于改进粒子群优化算法的全局航迹规划方法和算法，有效地克服了无人机参考航迹规划中全局最优与信息处理量之间的矛盾，减少了优化参数，提高了全局航迹优化的收敛速度。 (3)提出了一种基于电荷法的无人机实时航迹规划方法和算法，能有效地实时处理突发威胁，进行局部航路优化调整。 (4)建立无人机战场环境和航迹规划模型，开展了基于数字地图的无人机全局航迹规划和实时航迹规划仿真研究，给出了相应的仿真结果。

关键词：无人机航迹规划粒子群优化算法最小威胁曲面

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基于粒子群优化的三维突防航迹规划仿真研究

系统仿真学报 2004年第9期16卷 2033-2036页

作者：唐强王建元朱志强西北工业大学自动化学院

提出了一种基于粒子群优化的三维突防航迹规划方法并进行了仿真验证。通过引入最小威胁曲面的概念生成三维航迹搜索空间,利用一个有限项的多项式函数来逼近最小威胁曲面中的三维航迹在二维水平面内的投影,从而原来的规划问题简化为在一... 详细信息

提出了一种基于粒子群优化的三维突防航迹规划方法并进行了仿真验证。通过引入最小威胁曲面的概念生成三维航迹搜索空间,利用一个有限项的多项式函数来逼近最小威胁曲面中的三维航迹在二维水平面内的投影,从而原来的规划问题简化为在一个一元函数多项式系数空间中的搜索寻优。利用粒子群优化,将约束条件和搜索算法相结合,能有效减小搜索空间,提高效率。仿真结果表明,生成的航迹具有地形跟随、地形回避和威胁回避的功能。

关键词：突防航迹规划最小威胁曲面航迹投影粒子群优化

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基于粒子群算法的无人机航迹规划

电子设计工程 2013年第22期21卷 36-39页

作者：陈攀峰刘文军王为湖北三江航天红峰控制公司湖北孝感432900

文中提出了一种基于粒子群算法的无人机航迹规划算法。为了减少规划的难度,通过"最小威胁曲面"概念的引入,将"最小威胁曲面"进行水平投影,从而将三维航迹规划问题转换成为二维航迹规划问题进行处理;然后利用动态粒子群算法在水平投影面... 详细信息

文中提出了一种基于粒子群算法的无人机航迹规划算法。为了减少规划的难度,通过"最小威胁曲面"概念的引入,将"最小威胁曲面"进行水平投影,从而将三维航迹规划问题转换成为二维航迹规划问题进行处理;然后利用动态粒子群算法在水平投影面里进行航迹搜索;最后给出了仿真验证,通过仿真结果可以看出,本文介绍的航迹规划方法的有效性。

关键词：粒子群算法航迹规划最小威胁曲面无人机

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粒子群算法在翼伞空投系统航迹规划中的应用

航空兵器 2010年第5期17卷 7-10,18页

作者：谢亚荣吴庆宪姜长生郑成南京航空航天大学自动化学院南京210016

针对当前翼伞系统研究中未考虑到地形威胁、火力威胁对航迹规划影响的问题,对地形威胁和火力威胁进行了建模,结合翼伞飞行特性,引入最小威胁曲面生成三维航迹搜索空间,并利用粒子群算法搜索优化翼伞系统的航迹。仿真结果表明,粒子群算... 详细信息

针对当前翼伞系统研究中未考虑到地形威胁、火力威胁对航迹规划影响的问题,对地形威胁和火力威胁进行了建模,结合翼伞飞行特性,引入最小威胁曲面生成三维航迹搜索空间,并利用粒子群算法搜索优化翼伞系统的航迹。仿真结果表明,粒子群算法能有效地减小搜索空间,提高规划的效率,且使规划出的航迹能够躲避威胁,满足航程和高度的要求。

关键词：翼伞空投系统粒子群算法航迹规划最小威胁曲面