本文關(guān)鍵詞：無人機航跡規(guī)劃算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：任務規(guī)劃系統(tǒng)是伴隨現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展而迅速崛起的一門技術(shù),特別是其在局部戰(zhàn)爭中的優(yōu)秀表現(xiàn),更是引起了世界各國的廣泛關(guān)注。無人機航跡規(guī)劃是任務規(guī)劃系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù),也是實現(xiàn)無人機智能導航并且成功完成任務的技術(shù)保障。本文綜合考慮了無人機航跡各方面的因素,對無人機航跡規(guī)劃算法進行了研究,旨在提高無人機的生存概率與無人機成功完成任務的能力,同時在一定程度上提高算法的效率。本文從任務規(guī)劃環(huán)境,無人機物理特性,戰(zhàn)術(shù)任務目標等方面綜合分析了無人機飛行航跡的約束條件,綜合各種因素給出了無人機航跡規(guī)劃的基本數(shù)學模型,描述了無人機航跡規(guī)劃的關(guān)鍵問題及相應的解決方法,并且給出了兩種單無人機航跡規(guī)劃算法和一種多無人機協(xié)同航跡規(guī)劃算法。對于單無人機航跡規(guī)劃算法,本文詳細介紹了A*算法和元胞自動機算法。針對傳統(tǒng)A*算法搜索空間大、耗時長、易于陷入局部最優(yōu)等不足加以改進,提出了快速A*算法,提高了算法效率并且使規(guī)劃航跡更優(yōu),進一步將快速A*算法擴展到三維空間中;對于元胞自動機算法,對其演化函數(shù)進行了優(yōu)化,提高了其規(guī)劃效率和規(guī)劃航跡的準確性。對于兩種單無人機航跡規(guī)劃算法,以相同的威脅分布環(huán)境對算法進行仿真并驗證兩種算法的正確性和有效性。對于多無人機協(xié)同航跡規(guī)劃算法,本文將航跡規(guī)劃問題和無源定位理論相結(jié)合,提出了基于無源定位的多無人機協(xié)同航跡規(guī)劃算法。該算法將無人機作為觀測基站,利用無源定位中測向交叉定位算法,以對觀測目標定位的RMSE作為代價函數(shù),通過使觀測RMSE最小來保證每一次多無人機的空間觀測達到最優(yōu)構(gòu)形,當多無人機對目標的觀測RMSE達到最小時,完成對目標的最優(yōu)觀測,從而完成多無人機協(xié)同航跡規(guī)劃的任務。本論文基于無人機航跡規(guī)劃算法的研究現(xiàn)狀,對傳統(tǒng)算法進行了優(yōu)化和改進,對規(guī)劃航跡進行了進一步處理,力求使航跡規(guī)劃算法效率更高,規(guī)劃航跡更優(yōu)。無人機航跡規(guī)劃問題的研究領(lǐng)域雖然已經(jīng)較為陳舊,但仍有許多值得深思和探討的方面,同時還可以將無人機航跡規(guī)劃與其他研究領(lǐng)域相結(jié)合,從而去解決更為復雜的實際問題。
【關(guān)鍵詞】：航跡規(guī)劃 快速A*算法 元胞自動機算法 協(xié)同規(guī)劃 無源定位
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：V279
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 縮略語對照表11-15
• 第一章 緒論15-23
• 1.1 論文研究背景和意義15-16
• 1.1.1 無人機的發(fā)展15
• 1.1.2 無人機航跡規(guī)劃15-16
• 1.2 航跡規(guī)劃的關(guān)鍵問題16-18
• 1.2.1 航跡的隱蔽性16-17
• 1.2.2 飛行器物理限制17
• 1.2.3 飛行任務要求17-18
• 1.2.4 協(xié)作性要求18
• 1.2.5 實時性要求18
• 1.3 基本航跡規(guī)劃算法18-20
• 1.3.1A*算法18-19
• 1.3.2 遺傳算法19
• 1.3.3 蟻群算法19
• 1.3.4 元胞自動機算法19
• 1.3.5 粒子群算法19-20
• 1.4 論文內(nèi)容安排20
• 參考文獻20-23
• 第二章 無人機航跡規(guī)劃數(shù)學建模23-31
• 2.1 單無人機任務規(guī)劃系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)23-24
• 2.1.1 信息融合子系統(tǒng)23
• 2.1.2 威脅建模子系統(tǒng)23-24
• 2.1.3 態(tài)勢評估子系統(tǒng)24
• 2.1.4 航跡規(guī)劃子系統(tǒng)24
• 2.2 任務規(guī)劃威脅信息建模24-27
• 2.2.1 威脅空間的基本概念24-25
• 2.2.2 威脅空間生成過程25-26
• 2.2.3 雷達探測威脅信息建模26-27
• 2.3 單無人機航跡規(guī)劃數(shù)學模型27-29
• 2.3.1 突防要求27
• 2.3.2 無人機性能要求27
• 2.3.3 戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)要求27-29
• 2.4 本章小結(jié)29
• 參考文獻29-31
• 第三章 基于快速A*算法的無人機航跡規(guī)劃31-42
• 3.1 A*算法31-32
• 3.1.1A*算法原理31
• 3.1.2A*算法性質(zhì)31-32
• 3.2 基于快速A*算法的無人機二維航跡規(guī)劃32-39
• 3.2.1 飛行航跡表示34
• 3.2.2 航跡節(jié)點擴展34-35
• 3.2.3 代價函數(shù)改進35
• 3.2.4 多余航跡節(jié)點刪減35-36
• 3.2.5 航跡平滑36-37
• 3.2.6 無人機二維航跡規(guī)劃仿真結(jié)果與分析37-39
• 3.3 基于快速A*算法的無人機三維航跡規(guī)劃39-40
• 3.3.1 航跡節(jié)點擴展39
• 3.3.2 代價函數(shù)計算39-40
• 3.3.3 無人機三維航跡規(guī)劃仿真結(jié)果40
• 3.4 本章小結(jié)40
• 參考文獻40-42
• 第四章 基于元胞自動機的無人機航跡規(guī)劃42-56
• 4.1 元胞自動機理論42-45
• 4.1.1 元胞自動機的定義42-43
• 4.1.2 元胞自動機的結(jié)構(gòu)43-45
• 4.1.3 元胞自動機的應用45
• 4.2 基于元胞自動機的航跡規(guī)劃45-53
• 4.2.1 航跡的表示45-46
• 4.2.2 航跡性能指標46-47
• 4.2.3 航跡規(guī)劃層次結(jié)構(gòu)47-48
• 4.2.4 算法實現(xiàn)流程48-53
• 4.3 算法仿真與分析53-54
• 4.4 本章小結(jié)54
• 參考文獻54-56
• 第五章 基于無源定位的多無人機協(xié)同航跡規(guī)劃56-64
• 5.1 無源定位理論56-58
• 5.1.1 無源定位的基本概念56
• 5.1.2 測向交叉定位56-57
• 5.1.3 定位算法性能分析57-58
• 5.1.4 多無人機協(xié)同航跡規(guī)劃58
• 5.2 基于無源定位的多無人機協(xié)同航跡規(guī)劃58-61
• 5.2.1 航跡節(jié)點擴展及代價函數(shù)計算59-60
• 5.2.2 觀測終止條件60-61
• 5.2.3 觀測終止條件61
• 5.3 算法仿真與分析61-62
• 5.4 本章小結(jié)62-63
• 參考文獻63-64
• 第六章 總結(jié)與展望64-66
• 6.1 總結(jié)64
• 6.2 展望64-66
• 致謝66-67
• 作者簡介67-68

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 祝紅芳;王從慶;;機器人路徑規(guī)劃的元胞自動機算法[J];江西科學;2009年01期

  本文關(guān)鍵詞：無人機航跡規(guī)劃算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：430035