由于軍事偵察任務的復雜性不斷提高,且偵察方式逐漸向多無人機協(xié)同的方向發(fā)展,而任務規(guī)劃是無人機執(zhí)行偵察任務的關鍵技術,因此研究多無人機協(xié)同偵察任務規(guī)劃方法具有重要意義。根據(jù)偵察對象的不同將其分為"點對點"協(xié)同偵察和"點對面"協(xié)同偵察兩種任務模式。對于"點對點"協(xié)同偵察,對其目標分配算法與航跡規(guī)劃算法的原理、優(yōu)勢與不足及改進方法進行了分析,介紹了航跡平滑的常用方法。對于"點對面"協(xié)同偵察,從環(huán)境信息是否可知的角度對當前的偵察方法進行了分析并總結。最后指出了未來多無人機協(xié)同偵察的發(fā)展趨勢為多無人機攜帶多種載荷對環(huán)境未知的區(qū)域進行多角度覆蓋偵察。 

【文章來源】：電訊技術. 2019,59(06)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

向點平滑示意圖繞點平滑是一種不經過原規(guī)劃航路點的平滑方

效轉彎半徑，以及飛過航路點時的航向，確保了平滑后的航跡滿足無人機的機動性能。圖1壓點平滑示意圖向點平滑與壓點平滑相似，也是一種經過原規(guī)劃的航路點的平滑方式，但是該平滑方式需要指定到達該航路點的切入角ψN。如圖2所示，圖中虛線代表原航路，實線則是按向點平滑方式得到的新航路，其中航路點N為轉彎圓弧的末端，圓弧所在圓周半徑為無人機的最小或有效轉彎半徑，切入角ψN為無人機的經過航路點時的應飛航向。圖2向點平滑示意圖繞點平滑是一種不經過原規(guī)劃航路點的平滑方式，如圖3所示，平滑時，無人機不需要飛過航路點N，只需沿著以航路點N為圓心的圓弧飛行即可，一般適用于需要在目標點區(qū)域進行盤旋偵察的場合，或者飛行航路中需要快速調轉方向的區(qū)域。圖3繞點平滑示意圖3點對面協(xié)同偵察“點對面”協(xié)同偵察即要求無人機在一定約束條件下能夠將待搜索區(qū)域無遺漏進行覆蓋偵察。相比于單無人機區(qū)域覆蓋，多無人機區(qū)域覆蓋可以顯著提高其覆蓋效率和可靠性［42］。覆蓋效率的提高是因為多無人機工作時，可以減少整個偵察任務的執(zhí)行時間。可靠性就是當多無人機執(zhí)行任務中某架無人機失效或毀壞時，可以對剩下的任務區(qū)以及剩下的無人機進行重新規(guī)劃，仍然可以完成區(qū)域覆蓋任務。目前，關于區(qū)域覆蓋偵察任務規(guī)劃問題的研究較多，主要集中在機器人領域［43］，但是針對多無人機區(qū)域覆蓋領域有待進一步研究。多無人機協(xié)同區(qū)域覆蓋偵察根據(jù)環(huán)境的已知情況可以分為環(huán)境已知的覆蓋偵察和環(huán)境未知的覆蓋偵察［44］。3．1已知環(huán)境在環(huán)境已知條件下，無人機可以基于環(huán)境地圖信息根據(jù)規(guī)劃好的覆蓋路徑遍歷目標區(qū)域。對于多?

??蚋?蓋，最后在對每架無人機規(guī)劃出能夠遍歷整個任務區(qū)域的航跡即可［45］。3．1．1最佳覆蓋路線的確定在進行區(qū)域覆蓋偵察時，目前采用的方法主要有平行線式［46－47］和內螺旋式［48］兩種方式。由于無人機性能的約束，文獻［49］從能量、路程、時間角度證明了轉彎過程比直線飛行過程的效率要低，而內螺旋式偵察大部分時間都是在做機動轉彎，所以目前大部分的研究都是基于平行線式的偵察。即使利用平行線式偵察，但在遇到任務區(qū)邊界時，也避免不了要進行轉彎，如圖4(a)和(b)所示，直線路程都為56個單位，但是明顯圖(a)的覆蓋方式比圖(b)多了3次轉彎，所以為了提高偵察效率，應選擇轉彎次數(shù)少的偵察路線，即讓無人機沿垂直任務區(qū)寬度的方向用平行線式偵察進行區(qū)域覆蓋，如圖4(b)所示。圖4搜索方向示意圖3．1．2區(qū)域分割方式目前對于區(qū)域分割的研究大致集中在以下三方面:第一，以尋求最少轉彎次數(shù)和為導向，進而轉化為求解子區(qū)域最小寬度和問題進行區(qū)域分割。如文獻［50］為了獲得每個子區(qū)域中的最小轉彎次數(shù)，將·547·第59卷龐強偉，胡永江，李文廣，等:多無人機協(xié)同偵察任務規(guī)劃方法研究綜述第6期

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3440513