本文關(guān)鍵詞：航跡規(guī)劃算法研究及視景顯示

  更多相關(guān)文章： 航跡規(guī)劃 遺傳算法 進(jìn)化算法 快速擴(kuò)展隨機(jī)樹(shù) K均值聚類算法 虛擬現(xiàn)實(shí)

【摘要】：航跡規(guī)劃系統(tǒng)是提升軍隊(duì)遠(yuǎn)程武器精確打擊能力的有效工具,是無(wú)人機(jī)自主飛行的技術(shù)保障。航跡規(guī)劃算法是航跡規(guī)劃系統(tǒng)的核心。本文研究了離線單航跡規(guī)劃算法、離線多航跡規(guī)劃算法及實(shí)時(shí)航跡規(guī)劃算法,并且設(shè)計(jì)了三維航跡視景軟件。具體內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:針對(duì)單航跡規(guī)劃問(wèn)題,建立了雙層規(guī)劃策略。首先利用Dijkstra算法得到粗略的優(yōu)化航跡,進(jìn)而采用遺傳算法控制貝塞爾曲線對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。仿真結(jié)果表明:雙層規(guī)劃策略算法可以在大范圍威脅環(huán)境下得到威脅回避及地下回避的可飛平滑航跡,更加適合飛行器跟蹤。針對(duì)多航跡規(guī)劃問(wèn)題,提出了NSGA多目標(biāo)航跡規(guī)劃算法及KNSGA多航跡進(jìn)化算法。利用快速Pareto排序及擁擠距離進(jìn)行航跡選擇,并引入了多個(gè)功能不一的進(jìn)化算子進(jìn)行多目標(biāo)航跡規(guī)劃。以K-Means聚類算法保證多群體并行進(jìn)化,實(shí)現(xiàn)多航跡規(guī)劃。仿真結(jié)果表明:KNSGA算法能夠得到分布于規(guī)劃空間中的多條較優(yōu)的航跡。針對(duì)實(shí)時(shí)航跡規(guī)劃問(wèn)題,提出改進(jìn)的RRT算法。將飛行器運(yùn)動(dòng)約束加入到RRT算法中,并加入一定視覺(jué)及目標(biāo)啟發(fā)式信息。仿真結(jié)果表明:改進(jìn)RRT算法能夠快速得到滿足飛行器運(yùn)動(dòng)約束的航跡。建立了無(wú)人直升機(jī)運(yùn)動(dòng)模型,實(shí)現(xiàn)快慢回路劃分基礎(chǔ)上的動(dòng)態(tài)逆解耦控制及CMAC、PID并行控制。針對(duì)三維航跡視景系統(tǒng)設(shè)計(jì),研究了隨機(jī)地形生成算法、威脅建模方法、分形曲面插值方法、數(shù)字地圖技術(shù)及基于Qt與Vega Creator/Prime的三維視景顯示技術(shù)。設(shè)計(jì)的三維航跡視景軟件運(yùn)行穩(wěn)定,能夠完成三維航跡規(guī)劃的顯示。
【關(guān)鍵詞】：航跡規(guī)劃 遺傳算法 進(jìn)化算法 快速擴(kuò)展隨機(jī)樹(shù) K均值聚類算法 虛擬現(xiàn)實(shí)
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP18;TP391.9
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 引言11-12
• 1.2 航跡規(guī)劃的基本要求12-14
• 1.2.1 飛行器的性能要求12-13
• 1.2.2 飛行任務(wù)要求13
• 1.2.3 實(shí)時(shí)性要求13
• 1.2.4 協(xié)作性要求13-14
• 1.3 航跡規(guī)劃系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)14-16
• 1.3.1 地形和敵情信息獲取與處理14
• 1.3.2 建立威脅模型14
• 1.3.3 航跡規(guī)劃算法14-15
• 1.3.4 軌跡跟蹤控制15-16
• 1.4 本課題當(dāng)前國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析16-17
• 1.5 本課題的主要內(nèi)容17-19
• 第二章 單航跡規(guī)劃技術(shù)19-37
• 2.1 引言19
• 2.2 航跡規(guī)劃數(shù)學(xué)模型19-20
• 2.3 威脅空間建模20-23
• 2.3.1 地形因素20-21
• 2.3.2 人為威脅因素21-22
• 2.3.3 威脅模擬22-23
• 2.4 Dijkstra初步規(guī)劃算法23-28
• 2.4.1 威脅預(yù)處理及航跡評(píng)價(jià)23-26
• 2.4.2 Dijkstra算法尋優(yōu)26
• 2.4.3 Dijkstra算法仿真26-28
• 2.5 基于Bézier曲線控制的遺傳算法28-33
• 2.5.1 Bézier曲線28-29
• 2.5.2 遺傳算法過(guò)程29-32
• 2.5.3 算法流程32-33
• 2.6 算法綜合仿真設(shè)計(jì)33-36
• 2.7 本章小結(jié)36-37
• 第三章 多航跡規(guī)劃技術(shù)37-59
• 3.1 引言37
• 3.2 多航跡規(guī)劃數(shù)學(xué)模型37-38
• 3.3 基于改進(jìn)多目標(biāo)進(jìn)化算法的航跡規(guī)劃38-50
• 3.3.1 實(shí)數(shù)編碼方式39
• 3.3.2 航跡評(píng)價(jià)函數(shù)39-41
• 3.3.3 快速Pareto排序41-44
• 3.3.4 擁擠距離策略44-45
• 3.3.5 進(jìn)化算子改進(jìn)45-48
• 3.3.6 模糊控制矩陣48-50
• 3.4 K-means聚類算法50-51
• 3.5 KNSGA算法設(shè)計(jì)51-54
• 3.6 綜合仿真及分析54-58
• 3.7 本章小結(jié)58-59
• 第四章 實(shí)時(shí)航跡規(guī)劃算法研究59-73
• 4.1 引言59-60
• 4.2 問(wèn)題描述60-63
• 4.2.1 約束條件分析61
• 4.2.2 飛行器運(yùn)動(dòng)學(xué)模型61-63
• 4.3 基本RRT與RRT*算法63-68
• 4.3.1 航跡規(guī)劃問(wèn)題定義64
• 4.3.2 基本RRT算法64-66
• 4.3.3 改進(jìn)RRT算法66-68
• 4.4 改進(jìn)RRT航跡規(guī)劃算法68-70
• 4.5 綜合仿真分析70-72
• 4.6 本章小結(jié)72-73
• 第五章 無(wú)人直升機(jī)飛行控制73-92
• 5.1 引言73
• 5.2 直升機(jī)非線性模型73-78
• 5.2.1 直升機(jī)運(yùn)動(dòng)方程線性化處理74-76
• 5.2.2 直升機(jī)開(kāi)環(huán)特性分析76-78
• 5.3 基于快慢回路劃分的非線性逆解耦控制78-85
• 5.3.1 非線性動(dòng)態(tài)逆及快慢回路劃分78-79
• 5.3.2 解耦控制仿真79-82
• 5.3.3 動(dòng)態(tài)逆控制的魯棒性分析82-85
• 5.4 自主飛行控制85-91
• 5.4.1 制導(dǎo)參數(shù)計(jì)算85-87
• 5.4.2 飛行控制率設(shè)計(jì)87-88
• 5.4.3 軌跡跟蹤控制器仿真88-91
• 5.5 本章小結(jié)91-92
• 第六章 地形建模與三維視景仿真技術(shù)92-110
• 6.1 引言92
• 6.2 數(shù)字地圖技術(shù)概述92-94
• 6.2.1 數(shù)字地圖分類93
• 6.2.2 數(shù)字高程圖93-94
• 6.3 模擬地形生成算法及分形插值算法仿真94-101
• 6.3.1 隨機(jī)地形生成及山峰模擬仿真94-97
• 6.3.2 分型插值算法及仿真97-101
• 6.4 基于Vega Prime的三維視景仿真101-105
• 6.4.1 Creator三維視景建模101-102
• 6.4.2 Vega Prime三維視景渲染102-104
• 6.4.3 Vega Prime路徑配置方法104-105
• 6.5 基于Qt-VP的飛行仿真105-109
• 6.5.1 配置編譯環(huán)境105-107
• 6.5.2 三維虛擬綜合仿真107-109
• 6.6 本章小結(jié)109-110
• 第七章 系統(tǒng)綜合仿真與結(jié)論110-116
• 7.1 三維航跡規(guī)劃系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)110-111
• 7.2 軟件仿真流程111-113
• 7.3 軟件功能界面113-115
• 7.4 本章小結(jié)115-116
• 第八章 總結(jié)與展望116-117
• 8.1 總結(jié)116
• 8.2 展望116-117
• 參考文獻(xiàn)117-125
• 致謝125-126
• 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文126-129
• 附件129

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張瑞玲;;基于多目標(biāo)的航跡評(píng)價(jià)方法[J];黑龍江科技信息;2013年27期

2 何可;李曉紅;馮志勇;;面向?qū)ο蟮耐{建模方法[J];計(jì)算機(jī)工程;2011年04期

3 杜萍,楊春;飛行器航跡規(guī)劃算法綜述[J];飛行力學(xué);2005年02期

4 高攀,沈春林;一種高效的數(shù)字地圖高程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式[J];航空電子技術(shù);2001年03期

5 張書煌,呂良?jí)?王蘇京;全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量與4D技術(shù)探討[J];遙感信息;2000年04期

6 王永明;地形可視化[J];中國(guó)圖象圖形學(xué)報(bào);2000年06期

7 齊敏,郝重陽(yáng),佟明安;三維地形生成及實(shí)時(shí)顯示技術(shù)研究進(jìn)展[J];中國(guó)圖象圖形學(xué)報(bào);2000年04期

8 黃一敏,郭鎖鳳;直升機(jī)控制系統(tǒng)的內(nèi)/外回路設(shè)計(jì)概念及其應(yīng)用[J];南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);1999年03期

9 袁俊;現(xiàn)代巡航導(dǎo)彈的威脅特點(diǎn)及其對(duì)作戰(zhàn)的影響[J];中國(guó)航天;1999年01期

10 閔昌萬(wàn),袁建平;軍用飛行器航跡規(guī)劃綜述[J];飛行力學(xué);1998年04期

，

本文編號(hào)：947670