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飞行器三维突防航迹快速生成方法
被引量:
3
1
作者
张冲
朱凡
+1 位作者
张健
张洪林
《电光与控制》
北大核心
2008年第12期33-36,58,共5页
介绍了一种飞行器低空突防三维航迹规划方法。通过分析敌防空区域地形方差,判断其地形特征,决定最佳离地高度,从而构建了飞行器安全飞行曲面。利用D ijkstra算法,在安全飞行曲面之上,进行二维航迹节点的搜索,达到三维航迹规划的目标。...
介绍了一种飞行器低空突防三维航迹规划方法。通过分析敌防空区域地形方差,判断其地形特征,决定最佳离地高度,从而构建了飞行器安全飞行曲面。利用D ijkstra算法,在安全飞行曲面之上,进行二维航迹节点的搜索,达到三维航迹规划的目标。搜索空间维数的缩小,存储节点数目的删减,都加快了航迹生成的速度。威胁概率模型的建立,航迹代价函数的构造,权重比值的分配,使得规划出的航迹具有一定的威胁/地形回避和地形跟随效果。最后给出了算例和仿真结果。
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关键词
低空突防
航迹规划
安全飞行曲面
DIJKSTRA算法
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职称材料
基于遗传算法的无人机航路规划
被引量:
60
2
作者
马云红
周德云
《电光与控制》
北大核心
2005年第5期24-27,共4页
无人机在执行任务时需要装载根据战场环境预先规划好的最优路径,路径的优劣直接决定了无人机的作战效率。采用遗传算法进行无人机路径优化,算法利用极坐标描述威胁位置和航路点,将路径编码由二维缩减至一维,降低了搜索空间,提高了优化...
无人机在执行任务时需要装载根据战场环境预先规划好的最优路径,路径的优劣直接决定了无人机的作战效率。采用遗传算法进行无人机路径优化,算法利用极坐标描述威胁位置和航路点,将路径编码由二维缩减至一维,降低了搜索空间,提高了优化效率。对算法进行了相应的仿真,仿真结果表明,编码方式大大提高了优化效率,得到的航路有效地规避了威胁。
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关键词
无人机
航路规划
遗传算法
编码方式
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职称材料
一种凸多边形区域的无人机覆盖航迹规划算法
被引量:
55
3
作者
陈海
王新民
+1 位作者
焦裕松
李俨
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010年第9期1802-1808,共7页
覆盖航迹规划技术对于提高无人机的侦察能力和目标搜索能力具有重要的意义。首先从能量、路程、时间角度,理论上证明了转弯过程比直线平飞过程的效率低。其次给出了凸多边形跨度和宽度的定义,并把凸多边形区域的覆盖航迹规划问题转化为...
覆盖航迹规划技术对于提高无人机的侦察能力和目标搜索能力具有重要的意义。首先从能量、路程、时间角度,理论上证明了转弯过程比直线平飞过程的效率低。其次给出了凸多边形跨度和宽度的定义,并把凸多边形区域的覆盖航迹规划问题转化为求凸多边形宽度的问题。最后证明了凸多边形区域的宽度只可能出现于"点边式"跨度之中,并给出了一种高效的"点边式"宽度算法。无人机只需要沿着宽度出现时的支撑平线方向飞行,即可以取得最少的转弯次数。通过仿真分析,证明了所提出的算法能够有效解决无人机在凸多边形区域中的覆盖航迹规划问题。
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关键词
无人机
凸多边形区域
覆盖航迹规划
跨度
宽度
原文传递
基于数字地图预处理的实时航迹规划
被引量:
15
4
作者
胡志忠
沈春林
《南京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2002年第4期382-385,共4页
地形跟随 /地形回避、威胁回避 ( TF/TA2 )实时航迹规划是自主式 TF/TA2低空突防系统的关键技术之一。本文在数字地图预处理技术的基础上 ,提出了安全曲面的概念 ,从而使三维最优航迹规划转化为在安全曲面上的二维规划 ,降低了规划维数 ...
地形跟随 /地形回避、威胁回避 ( TF/TA2 )实时航迹规划是自主式 TF/TA2低空突防系统的关键技术之一。本文在数字地图预处理技术的基础上 ,提出了安全曲面的概念 ,从而使三维最优航迹规划转化为在安全曲面上的二维规划 ,降低了规划维数 ,减少了存储量和计算量 ,提高了实时航迹规划的速度 ,使之更适于在机载条件下实现。文中同时提出了对未预知而由机载传感器实测到的障碍和威胁的处理方法 ,使最优航迹能有效地回避这些障碍和威胁。仿真结果表明 ,文中所提出的实时航迹规划算法是有效的。
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关键词
数字地图预处理
实时航迹规划
地形跟踪
地形回避
威胁回避
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职称材料
基于改进粒子群优化的多无人机协同航迹规划
被引量:
19
5
作者
杜云
彭瑜
+1 位作者
邵士凯
刘冰
《科学技术与工程》
北大核心
2020年第32期13258-13264,共7页
由于航迹规划可以为多无人机飞行控制提供参考指令,且当前粒子群航迹规划算法存在收敛速度慢,成功率不高的缺点,故提出一种综合改进粒子群的多无人机协同航迹规划算法,考虑了无人机性能约束、障碍与威胁约束、空间协同与时间协同约束。...
由于航迹规划可以为多无人机飞行控制提供参考指令,且当前粒子群航迹规划算法存在收敛速度慢,成功率不高的缺点,故提出一种综合改进粒子群的多无人机协同航迹规划算法,考虑了无人机性能约束、障碍与威胁约束、空间协同与时间协同约束。首先,通过对学习因子线性化调整,实现了粒子惯性和最优行为的平衡;其次,引入混沌初始化,改善了粒子分布质量;然后,基于遗传变异思想设计了取代策略,同时提出了调速机制,提升了算法收敛速度;最后,将综合改进粒子群算法进行仿真验证。规划结果成功率高、收敛速度快且航迹代价小,可见改进算法的有效性。
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关键词
多无人机
协同航迹规划
改进粒子群算法
混沌初始化
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职称材料
无人机扫描线区域覆盖中的转弯航迹规划
被引量:
14
6
作者
万明
代忠
褚文奎
《系统工程与电子技术》
EI
CSCD
北大核心
2014年第9期1750-1754,共5页
针对无人机采用扫描线实现区域覆盖的方式中,未充分考虑无人机最小转弯半径的问题,提出了两种可行的转弯方式,即Ω形转弯和α形转弯,并对两种方式的转弯时机、半径和航迹进行了分析计算。理论分析证明:对于同一转弯方式,无人机的转弯半...
针对无人机采用扫描线实现区域覆盖的方式中,未充分考虑无人机最小转弯半径的问题,提出了两种可行的转弯方式,即Ω形转弯和α形转弯,并对两种方式的转弯时机、半径和航迹进行了分析计算。理论分析证明:对于同一转弯方式,无人机的转弯半径越小则规划航迹越短;在相同条件下,无人机执行Ω形转弯的路径要少于α形转弯的路径。实例分析表明:当无人机最小转弯半径小于扫描线间隔的一半时,Ω形转弯优于常规半圆转弯方式,且无人机最小半径越小,Ω形转弯的路径越短;当最小转弯半径大于扫描线宽度的一半时,常规半圆转弯方式已不能满足需要,而Ω形转弯仍然有效。
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关键词
无人机
扫描线
区域覆盖
航迹规划
转弯航迹规划
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职称材料
空天无人系统智能规划技术综述
被引量:
13
7
作者
杜永浩
王凌
邢立宁
《系统工程学报》
CSCD
北大核心
2020年第3期416-432,共17页
鉴于以无人机群和多航天器为代表的航天无人系统的快速发展,以及任务要求的日益多样化和复杂性,在分析空间无人系统智能规划特点的基础上,首先阐述了无人机群聚、编队飞行、编队维护和编队重构等智能航迹规划策略,总结了无人机群任务智...
鉴于以无人机群和多航天器为代表的航天无人系统的快速发展,以及任务要求的日益多样化和复杂性,在分析空间无人系统智能规划特点的基础上,首先阐述了无人机群聚、编队飞行、编队维护和编队重构等智能航迹规划策略,总结了无人机群任务智能规划的建模和优化方法.然后介绍了多航天器飞行和避碰轨道规划的内容和现状,总结了多航天器集中和分布式任务规划的主要研究成果.最后,对空间无人系统智能规划技术的未来发展提出了一些建议.
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关键词
空天
无人系统
航迹规划
任务规划
智能规划
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职称材料
基于自适应蚁群算法的无人飞行器航迹规划
被引量:
11
8
作者
胡中华
赵敏
+1 位作者
刘世豪
章婷
《计算机集成制造系统》
EI
CSCD
北大核心
2012年第3期560-565,共6页
为求解无人飞行器航迹规划问题,提出自适应蚁群算法,区别于标准蚁群算法的全部搜索模式,该算法采用局部搜索模式。首先根据起始节点与目标节点的相对位置关系选择相应的搜索模式,然后计算各个待选节点的转移概率,最后按照轮盘赌规则选...
为求解无人飞行器航迹规划问题,提出自适应蚁群算法,区别于标准蚁群算法的全部搜索模式,该算法采用局部搜索模式。首先根据起始节点与目标节点的相对位置关系选择相应的搜索模式,然后计算各个待选节点的转移概率,最后按照轮盘赌规则选择下一个节点。仿真结果表明,自适应蚁群算法具有搜寻节点数少、速度快等优点,在降低了航迹代价的同时,减小了计算时间。此外,自适应蚁群算法可以避免奇异航迹段的出现,从而保证所获的航迹实际可飞,表明所提算法整体性能明显较标准蚁群算法优异。
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关键词
无人飞行器
航迹规划
蚁群优化算法
自适应搜索
航迹代价
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职称材料
低空摄影测量无人机航迹规划的设计与实现
被引量:
11
9
作者
王梦茹
杨力
+2 位作者
孙聃石
赵海山
吴雨
《测绘与空间地理信息》
2016年第10期110-113,共4页
近年来,低空摄影测量无人机技术得到了快速的发展与应用。利用无人机进行低空摄影测量时,获取成果快、生产周期短、运作成本低并且可操作性强。同时,无人机作业受天气影响较小、在摄影时无遮挡现象、适用于小范围区域的摄影测量需要。...
近年来,低空摄影测量无人机技术得到了快速的发展与应用。利用无人机进行低空摄影测量时,获取成果快、生产周期短、运作成本低并且可操作性强。同时,无人机作业受天气影响较小、在摄影时无遮挡现象、适用于小范围区域的摄影测量需要。本文针对试验区域,设计了两种航迹规划方法,并通过使用低空摄影测量无人机进行飞行验证,比较了两种航迹规划方法的优劣,为今后无人机完成摄影测量任务提供了航路规划方法和理论基础。
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关键词
低空摄影测量
无人机
航迹规划
顺序航带法
间隔航带法
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职称材料
基于自适应遗传算法的航迹规划研究
被引量:
11
10
作者
刘超
欧杰
曹祺
《飞行力学》
CSCD
北大核心
2010年第1期36-39,共4页
对传统遗传算法进行了改进,通过采用交叉概率和变异概率的自适应设计,避免了进化过程中固定的交叉概率和变异概率产生的个体早熟和收敛缓慢的现象。仿真算例结果表明,自适应遗传算法能够有效地提高遗传算法的全局寻优能力,加快算法的收...
对传统遗传算法进行了改进,通过采用交叉概率和变异概率的自适应设计,避免了进化过程中固定的交叉概率和变异概率产生的个体早熟和收敛缓慢的现象。仿真算例结果表明,自适应遗传算法能够有效地提高遗传算法的全局寻优能力,加快算法的收敛速度,有较强的地形和威胁回避能力,可为低空突防飞行器提供满足战术要求的参考航迹。
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关键词
遗传算法
航迹规划
低空突防
威胁回避
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职称材料
基于粒子群优化的高超声速飞行器航迹规划
被引量:
10
11
作者
张忠峰
高云峰
宝音贺西
《系统仿真学报》
CAS
CSCD
北大核心
2009年第8期2428-2431,共4页
提出了一种基于粒子群优化算法的高超声速飞行器航迹规划方法并进行了仿真验证。首先计算了高超声速飞行器的最小转弯半径,然后建立威胁模型,将威胁模型投影到赤道平面内,利用一个有限项的多项式函数来逼近实际航迹在赤道平面内的投影,...
提出了一种基于粒子群优化算法的高超声速飞行器航迹规划方法并进行了仿真验证。首先计算了高超声速飞行器的最小转弯半径,然后建立威胁模型,将威胁模型投影到赤道平面内,利用一个有限项的多项式函数来逼近实际航迹在赤道平面内的投影,使航迹规划问题简化为在一个多项式系数空间中的搜索寻优问题。利用粒子群优化算法,鉴于高超声速飞行器特点,规划得到赤道平面内的航迹,根据对应关系,最后得到实际航迹。仿真结果表明,生成的航迹自动避开了威胁。
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关键词
高超声速
最小转弯半径
航迹规划
航迹投影
粒子群优化
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职称材料
有限干预下的UAV低空突防航迹规划
被引量:
10
12
作者
任鹏
高晓光
《系统工程与电子技术》
EI
CSCD
北大核心
2014年第4期679-684,共6页
低空突防航迹规划是实现有人机和无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)编队协同作战的关键技术,针对目前智能算法在求解低空突防航迹规划问题中存在的不足,充分发挥人脑这个超级智能系统来引导飞行航迹求解过程,将基于角度量编码的小生...
低空突防航迹规划是实现有人机和无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)编队协同作战的关键技术,针对目前智能算法在求解低空突防航迹规划问题中存在的不足,充分发挥人脑这个超级智能系统来引导飞行航迹求解过程,将基于角度量编码的小生境伪并行自适应遗传算法(niche adaptive pseudo parallel genetic algorithm,NAPPGA)和人有限干预情况下的智能决策结合起来,提出UAV低空突防航迹规划技术。通过大量仿真计算,结果表明,应用该技术预规划和重规划的三维航迹能够有效实现威胁回避、地形回避和地形跟随,满足UAV低空突防要求,具有一定的实用性。
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关键词
有限干预
无人机
低空突防
航迹规划
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职称材料
人机协同智能航迹规划算法
被引量:
9
13
作者
任鹏
高晓光
《系统仿真学报》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第2期313-319,共7页
人机协同低空突防航迹规划是实现有人机和UAV协同作战的关键技术,结合协同作战的特点和UAV低空突防航迹规划的要求,将人工辅助决策和改进的智能算法结合起来,并利用角度量的变长度基因编码表示飞行航迹,提出人机协同的智能航迹规划算法...
人机协同低空突防航迹规划是实现有人机和UAV协同作战的关键技术,结合协同作战的特点和UAV低空突防航迹规划的要求,将人工辅助决策和改进的智能算法结合起来,并利用角度量的变长度基因编码表示飞行航迹,提出人机协同的智能航迹规划算法。该算法能够充分发挥人脑这个超级智能系统,利用人的智慧和经验弥补智能算法的不足,在"高危环境下"下针对突发威胁的覆盖范围来引导航迹求解过程,通过大量仿真计算,结果表明:应用该算法规划的三维航迹能够有效躲避突发威胁,实现威胁回避、地形回避和地形跟随,满足UAV低空突防要求,具有一定的实用价值。
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关键词
突发威胁
人机协同
低空突防
航迹规划
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职称材料
基于改进蜣螂算法的无人机航迹规划
14
作者
甄然
袁明明
+1 位作者
武晓晶
孟凡华
《无线电工程》
2024年第10期2412-2424,共13页
针对无人机航迹规划求解计算量大、收敛难等问题,提出了一种融入了混沌映射和莱维飞行的多策略蜣螂优化(Piecewise Levy Flight Dung Beetle Optimizer, PLDBO)算法的航迹规划方法。建立了三维任务空间模型和无人机路径规划成本函数,将...
针对无人机航迹规划求解计算量大、收敛难等问题,提出了一种融入了混沌映射和莱维飞行的多策略蜣螂优化(Piecewise Levy Flight Dung Beetle Optimizer, PLDBO)算法的航迹规划方法。建立了三维任务空间模型和无人机路径规划成本函数,将路径规划问题转化为多维函数优化问题。对蜣螂优化(Dung Beetle Optimizer, DBO)算法调用Piecewise混沌映射,改变其初始化过程,增强种群的多样性,加快收敛速度。引入黄金正弦改进滚球蜣螂位置更新公式,有效协调了全局搜索能力与局部挖掘能力,加快了收敛速度。在小偷蜣螂位置更新公式引入Levy策略,增强算法跳出局部最优的能力。引入了一种具有策略自适应的横向交叉,提高了算法的收敛精度,增强了全局寻优能力。通过将提出的改进算法在知名的15个经典基准函数上比较,全面验证了PLDBO算法的优越性,并应用于航迹规划问题求解。仿真结果表明,PLDBO算法能获得更可行、更高效的路径。
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关键词
蜣螂优化算法
混沌映射
黄金正弦
Levy飞行
水平交叉策略
航迹规划
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职称材料
一种基于实景三维的无人机低空飞行底图构建方法
15
作者
丁晓龙
胡振彪
+1 位作者
王斌斌
王刚
《测绘通报》
CSCD
北大核心
2024年第S01期57-60,共4页
为解决城市低空无人机飞行航路规划中的障碍物探测和安全检测底图构建问题,本文提出了一种基于实景三维数据的安全检测底图构建方法。该方法利用北斗格网对实景三维模型数据进行空间划分,获取每个网格内的最高值,生成栅格和矢量格式的...
为解决城市低空无人机飞行航路规划中的障碍物探测和安全检测底图构建问题,本文提出了一种基于实景三维数据的安全检测底图构建方法。该方法利用北斗格网对实景三维模型数据进行空间划分,获取每个网格内的最高值,生成栅格和矢量格式的安全检测底图。与原始实景三维模型相比,生成的数据体量减少500~1000倍,极大节省了空间分析所需时间;同时保留了地物关键高度信息,切实保障了城市复杂区域的超低空飞行安全;局部区域发生变化时,仅需替换对应网格即可实现数据更新,工作量小。试验验证表明,本文方法可高效构建用于无人机低空飞行的安全检测底图。
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关键词
低空飞行
实景三维
航路规划
UAV
碰撞检测
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职称材料
无人飞行器自主决策与规划技术综述
16
作者
程昊宇
张硕
+2 位作者
刘泰涞
徐胜利
黄汉桥
《空天防御》
2024年第1期6-15,80,共11页
面向未来高动态、强对抗、强拒止的作战环境,智能化水平成为制约无人飞行器执行任务能力、环境适应能力和作战效能提升的主要因素。围绕无人飞行器自主决策与规划技术这一难度高、发展快、前景广的研究方向,综述了自主决策与规划技术的...
面向未来高动态、强对抗、强拒止的作战环境,智能化水平成为制约无人飞行器执行任务能力、环境适应能力和作战效能提升的主要因素。围绕无人飞行器自主决策与规划技术这一难度高、发展快、前景广的研究方向,综述了自主决策与规划技术的主要研究成果以及未来发展方向:首先,结合无人飞行器的发展研究历程与现状,指出了开展自主决策与规划技术研究的必要性;其次,对当前自主决策与规划技术的研究成果进行了总结与分析;最后,对无人飞行器自主决策与规划技术的发展方向进行了展望。
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关键词
无人飞行器
自主决策
航迹规划
弹道规划
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职称材料
基于危险天气不确定性的最小风险路径规划方法
17
作者
王岩韬
赵昕颐
《工程科学学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第5期887-896,共10页
为降低飞行过程中遭遇危险天气的概率,同时避免大范围绕飞导致的路径与耗油增加,针对航路中的雷暴、积冰和颠簸天气,使用数值预报和概率预报,面向航前飞行计划,提出一种基于危险天气不确定性的最小风险路径规划方法.首先,基于概率预报...
为降低飞行过程中遭遇危险天气的概率,同时避免大范围绕飞导致的路径与耗油增加,针对航路中的雷暴、积冰和颠簸天气,使用数值预报和概率预报,面向航前飞行计划,提出一种基于危险天气不确定性的最小风险路径规划方法.首先,基于概率预报数据使用配料法和C-F模型计算雷暴发生概率,基于数值预报数据计算积冰预测指数和颠簸预测指数;然后,融合多类型危险天气,提出一种具备风险标识的栅格化地图;在此基础上,改进传统路径最短的规划算法,构建以风险最小化为目标的Dijkstra和A^(*)算法;最后,使用2023年4月3日华中地区强对流天气预测数据建立风险地图,使用上述改进算法与传统Dijkstra、A^(*)和RRT算法进行路径规划并对比分析.结果表明,传统Dijkstra和A^(*)算法可计算得到最短飞行路径,而改进的A^(*)算法可计算得到总风险最小路径;若综合考虑飞行风险与路径长度,改进的Dijkstra算法最为适合.
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关键词
危险天气
概率预报
不确定性推理
飞行路径规划
风险最小化
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职称材料
自适应蚁群算法的无人机三维航迹规划
18
作者
张骜
毛海亮
+1 位作者
卞鹏
陈侠
《电光与控制》
CSCD
北大核心
2024年第5期24-29,共6页
针对传统蚁群算法三维空间节点多、算法搜索难度大等问题,提出自适应蚁群(IAACO)算法的无人机三维航迹规划算法。首先,通过栅格划分三维空间,使该算法可以应用于三维航迹规划;然后,建立一种不均匀的初始信息素矩阵,并加入一个自适应的...
针对传统蚁群算法三维空间节点多、算法搜索难度大等问题,提出自适应蚁群(IAACO)算法的无人机三维航迹规划算法。首先,通过栅格划分三维空间,使该算法可以应用于三维航迹规划;然后,建立一种不均匀的初始信息素矩阵,并加入一个自适应的信息素挥发因子,提高了算法的搜索效率,同时也加快了算法的收敛速度;最后,通过定义三维的长度指标函数和角度指标函数,进一步建立无人机航迹优化的目标函数,实现了三维航迹规划的全局优化。仿真结果表明,所提算法运行时间更短、收敛速度更快,规划出的航迹也更短更平滑。
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关键词
无人机
航迹规划
蚁群算法
自适应算法
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职称材料
基于差分进化算法的飞行器航迹规划
被引量:
4
19
作者
张忠峰
高云峰
宝音贺西
《计算机工程与应用》
CSCD
北大核心
2008年第34期216-218,共3页
提出了一种基于差分进化算法的高超声速飞行器航迹规划方法并进行了仿真验证。建立威胁模型,将威胁模型投影到赤道平面内,利用一个有限项的多项式函数来逼近实际航迹在赤道平面内的投影,使航迹规划问题简化为在一个多项式系数空间中的...
提出了一种基于差分进化算法的高超声速飞行器航迹规划方法并进行了仿真验证。建立威胁模型,将威胁模型投影到赤道平面内,利用一个有限项的多项式函数来逼近实际航迹在赤道平面内的投影,使航迹规划问题简化为在一个多项式系数空间中的搜索寻优问题。利用差分进化算法,鉴于高超声速飞行器特点,规划得到赤道平面内的航迹,根据对应关系,最后得到实际航迹。仿真结果表明,生成的航迹自动避开了威胁。
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关键词
高超声速
航迹规划
航迹投影
差分进化
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职称材料
基于深度强化学习的无人机线路及航迹协同规划
被引量:
1
20
作者
魏明
孙雅茹
+1 位作者
孙博
王盛杰
《中国安全科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第8期68-76,共9页
为优化物流无人机(UAV)的配送线路以及航迹协同规划,在地理信息系统(GIS)栅格化基础上,考虑调度中心、客户和地面遮蔽物的位置空间分布,以及它们的坠落代价差异,提出一种UAV配送线路以及航迹协同规划的双层规划模型;根据问题特征,设计...
为优化物流无人机(UAV)的配送线路以及航迹协同规划,在地理信息系统(GIS)栅格化基础上,考虑调度中心、客户和地面遮蔽物的位置空间分布,以及它们的坠落代价差异,提出一种UAV配送线路以及航迹协同规划的双层规划模型;根据问题特征,设计一种基于深度强化学习(DRL)的2阶段混合算法,在第1阶段利用DRL算法生成多架UAV访问客户顺序的配送线路,再将A*算法嵌入其中,据此在第2阶段搜索每架UAV的可行最短航迹;结合算例,给出最佳UAV配送线路及其航迹方案,分析参数的变化对模型的影响,并与传统智能算法比较,验证所提模型的科学性和有效性。结果表明:对于6 km×6 km区域内30客户点规模的算例,设置人机的坠落代价阈值为1.4时,完成配送任务需要5架UAV,总飞行里程52.5 km;与多种传统智能算法相比,求解时间从少到多依次排名为DRL、遗传算法(GA)、差分进化算法(DE)和粒子群算法(PSO),在大规模算例上,DRL的规划结果UAV运行成本更低,其平均解和最差解远优于智能算法。
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关键词
深度强化学习(DRL)
无人机(UAV)
配送线路
航迹规划
双层规划模型
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职称材料
题名
飞行器三维突防航迹快速生成方法
被引量:
3
1
作者
张冲
朱凡
张健
张洪林
机构
空军工程大学工程学院
中国人民解放军
出处
《电光与控制》
北大核心
2008年第12期33-36,58,共5页
文摘
介绍了一种飞行器低空突防三维航迹规划方法。通过分析敌防空区域地形方差,判断其地形特征,决定最佳离地高度,从而构建了飞行器安全飞行曲面。利用D ijkstra算法,在安全飞行曲面之上,进行二维航迹节点的搜索,达到三维航迹规划的目标。搜索空间维数的缩小,存储节点数目的删减,都加快了航迹生成的速度。威胁概率模型的建立,航迹代价函数的构造,权重比值的分配,使得规划出的航迹具有一定的威胁/地形回避和地形跟随效果。最后给出了算例和仿真结果。
关键词
低空突防
航迹规划
安全飞行曲面
DIJKSTRA算法
Keywords
low-altitude
penetration
flight
-
path
planning
safe
flight
surface
Dijkstra
algorithm
分类号
V247 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
基于遗传算法的无人机航路规划
被引量:
60
2
作者
马云红
周德云
机构
西北工业大学电子信息学院
出处
《电光与控制》
北大核心
2005年第5期24-27,共4页
基金
航空基金
西北工业大学优秀青年教师基金(02XD0103)
文摘
无人机在执行任务时需要装载根据战场环境预先规划好的最优路径,路径的优劣直接决定了无人机的作战效率。采用遗传算法进行无人机路径优化,算法利用极坐标描述威胁位置和航路点,将路径编码由二维缩减至一维,降低了搜索空间,提高了优化效率。对算法进行了相应的仿真,仿真结果表明,编码方式大大提高了优化效率,得到的航路有效地规避了威胁。
关键词
无人机
航路规划
遗传算法
编码方式
Keywords
UAV
flight
path
planning
genetic
algorithms
encoding
methods
分类号
V279 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
一种凸多边形区域的无人机覆盖航迹规划算法
被引量:
55
3
作者
陈海
王新民
焦裕松
李俨
机构
西北工业大学自动化学院
出处
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010年第9期1802-1808,共7页
文摘
覆盖航迹规划技术对于提高无人机的侦察能力和目标搜索能力具有重要的意义。首先从能量、路程、时间角度,理论上证明了转弯过程比直线平飞过程的效率低。其次给出了凸多边形跨度和宽度的定义,并把凸多边形区域的覆盖航迹规划问题转化为求凸多边形宽度的问题。最后证明了凸多边形区域的宽度只可能出现于"点边式"跨度之中,并给出了一种高效的"点边式"宽度算法。无人机只需要沿着宽度出现时的支撑平线方向飞行,即可以取得最少的转弯次数。通过仿真分析,证明了所提出的算法能够有效解决无人机在凸多边形区域中的覆盖航迹规划问题。
关键词
无人机
凸多边形区域
覆盖航迹规划
跨度
宽度
Keywords
unmanned
aerial
vehicles
convex
polygon
area
coverage
flight
path
planning
span
width
分类号
V279 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
原文传递
题名
基于数字地图预处理的实时航迹规划
被引量:
15
4
作者
胡志忠
沈春林
机构
南京航空航天大学自动化学院
出处
《南京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2002年第4期382-385,共4页
基金
航空基础科学基金 (编号:99E5 2 0 40 )资助项目
文摘
地形跟随 /地形回避、威胁回避 ( TF/TA2 )实时航迹规划是自主式 TF/TA2低空突防系统的关键技术之一。本文在数字地图预处理技术的基础上 ,提出了安全曲面的概念 ,从而使三维最优航迹规划转化为在安全曲面上的二维规划 ,降低了规划维数 ,减少了存储量和计算量 ,提高了实时航迹规划的速度 ,使之更适于在机载条件下实现。文中同时提出了对未预知而由机载传感器实测到的障碍和威胁的处理方法 ,使最优航迹能有效地回避这些障碍和威胁。仿真结果表明 ,文中所提出的实时航迹规划算法是有效的。
关键词
数字地图预处理
实时航迹规划
地形跟踪
地形回避
威胁回避
Keywords
terrain
following
terrain
avoidance
digital
map
threat
avoidance
flight
path
planning
分类号
V249.122.3 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
基于改进粒子群优化的多无人机协同航迹规划
被引量:
19
5
作者
杜云
彭瑜
邵士凯
刘冰
机构
河北科技大学电气工程学院
出处
《科学技术与工程》
北大核心
2020年第32期13258-13264,共7页
基金
国家自然科学基金(61903122)
卫星导航系统与装备技术国家重点实验室开放基金
+2 种基金
河北科技大学博士启动基金(PYB2019010)
河北科技大学校立科研基金(2014PT27)
河北省通用航空增材制造协同创新中心开放基金。
文摘
由于航迹规划可以为多无人机飞行控制提供参考指令,且当前粒子群航迹规划算法存在收敛速度慢,成功率不高的缺点,故提出一种综合改进粒子群的多无人机协同航迹规划算法,考虑了无人机性能约束、障碍与威胁约束、空间协同与时间协同约束。首先,通过对学习因子线性化调整,实现了粒子惯性和最优行为的平衡;其次,引入混沌初始化,改善了粒子分布质量;然后,基于遗传变异思想设计了取代策略,同时提出了调速机制,提升了算法收敛速度;最后,将综合改进粒子群算法进行仿真验证。规划结果成功率高、收敛速度快且航迹代价小,可见改进算法的有效性。
关键词
多无人机
协同航迹规划
改进粒子群算法
混沌初始化
Keywords
multi-unmanned
aerial
vehicle
coordinated
flight
path
planning
improved
particle
swarm
optimization
algorithm
chaos
initialization
分类号
TP273.4 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
无人机扫描线区域覆盖中的转弯航迹规划
被引量:
14
6
作者
万明
代忠
褚文奎
机构
空军工程大学航空航天工程学院
空军职教部
出处
《系统工程与电子技术》
EI
CSCD
北大核心
2014年第9期1750-1754,共5页
文摘
针对无人机采用扫描线实现区域覆盖的方式中,未充分考虑无人机最小转弯半径的问题,提出了两种可行的转弯方式,即Ω形转弯和α形转弯,并对两种方式的转弯时机、半径和航迹进行了分析计算。理论分析证明:对于同一转弯方式,无人机的转弯半径越小则规划航迹越短;在相同条件下,无人机执行Ω形转弯的路径要少于α形转弯的路径。实例分析表明:当无人机最小转弯半径小于扫描线间隔的一半时,Ω形转弯优于常规半圆转弯方式,且无人机最小半径越小,Ω形转弯的路径越短;当最小转弯半径大于扫描线宽度的一半时,常规半圆转弯方式已不能满足需要,而Ω形转弯仍然有效。
关键词
无人机
扫描线
区域覆盖
航迹规划
转弯航迹规划
Keywords
unmanned
aerial
vehicle(UAV)
scanline
region
coverage
flight
path
planning
turning
path
planning
分类号
V279 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
空天无人系统智能规划技术综述
被引量:
13
7
作者
杜永浩
王凌
邢立宁
机构
国防科技大学系统工程学院
清华大学自动化系
出处
《系统工程学报》
CSCD
北大核心
2020年第3期416-432,共17页
基金
国家自然科学基金资助项目(61773120,61525304,71690233,71331008,U1501254,61472089)
高等学校全国优秀博士学位论文作者专项资金资助项目(2014-92)
+2 种基金
湖南省杰出青年基金资助项目(S2015J5050)
深圳市科技计划基础研究资助项目(JCYJ20160530141956915)
广东省科技计划资助项目(2015B010131015,2015B010108006).
文摘
鉴于以无人机群和多航天器为代表的航天无人系统的快速发展,以及任务要求的日益多样化和复杂性,在分析空间无人系统智能规划特点的基础上,首先阐述了无人机群聚、编队飞行、编队维护和编队重构等智能航迹规划策略,总结了无人机群任务智能规划的建模和优化方法.然后介绍了多航天器飞行和避碰轨道规划的内容和现状,总结了多航天器集中和分布式任务规划的主要研究成果.最后,对空间无人系统智能规划技术的未来发展提出了一些建议.
关键词
空天
无人系统
航迹规划
任务规划
智能规划
Keywords
aerospace
unmanned
system
flight
path
planning
task
planning
intelligent
planning
分类号
V279 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
V448
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职称材料
题名
基于自适应蚁群算法的无人飞行器航迹规划
被引量:
11
8
作者
胡中华
赵敏
刘世豪
章婷
机构
南京航空航天大学自动化学院
中国电子科技集团第
南京航空航天大学CIMS工程技术研究中心
出处
《计算机集成制造系统》
EI
CSCD
北大核心
2012年第3期560-565,共6页
基金
航空科学基金资助项目(2009ZC52041)
国家自然科学基金资助项目(60974105
+1 种基金
51005121)
南京航空航天大学基本科研业务费专项资助项目(NP2011005)~~
文摘
为求解无人飞行器航迹规划问题,提出自适应蚁群算法,区别于标准蚁群算法的全部搜索模式,该算法采用局部搜索模式。首先根据起始节点与目标节点的相对位置关系选择相应的搜索模式,然后计算各个待选节点的转移概率,最后按照轮盘赌规则选择下一个节点。仿真结果表明,自适应蚁群算法具有搜寻节点数少、速度快等优点,在降低了航迹代价的同时,减小了计算时间。此外,自适应蚁群算法可以避免奇异航迹段的出现,从而保证所获的航迹实际可飞,表明所提算法整体性能明显较标准蚁群算法优异。
关键词
无人飞行器
航迹规划
蚁群优化算法
自适应搜索
航迹代价
Keywords
unmanned
aerial
vehicle
flight
path
planning
ant
colony
optimization
adaptive
search
flight
path
costs
分类号
TP18 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
TP301 [自动化与计算机技术—控制科学与工程]
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职称材料
题名
低空摄影测量无人机航迹规划的设计与实现
被引量:
11
9
作者
王梦茹
杨力
孙聃石
赵海山
吴雨
机构
信息工程大学
出处
《测绘与空间地理信息》
2016年第10期110-113,共4页
基金
地理信息工程国家重点实验室重点基金课题(SKLGIE2014-Z-2-1)资助
文摘
近年来,低空摄影测量无人机技术得到了快速的发展与应用。利用无人机进行低空摄影测量时,获取成果快、生产周期短、运作成本低并且可操作性强。同时,无人机作业受天气影响较小、在摄影时无遮挡现象、适用于小范围区域的摄影测量需要。本文针对试验区域,设计了两种航迹规划方法,并通过使用低空摄影测量无人机进行飞行验证,比较了两种航迹规划方法的优劣,为今后无人机完成摄影测量任务提供了航路规划方法和理论基础。
关键词
低空摄影测量
无人机
航迹规划
顺序航带法
间隔航带法
Keywords
low
altitude
photogrammetry
UAV
flight
path
planning
sequential
route
interval
route
design
分类号
P237 [天文地球—摄影测量与遥感]
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职称材料
题名
基于自适应遗传算法的航迹规划研究
被引量:
11
10
作者
刘超
欧杰
曹祺
机构
中国飞行试验研究院飞行仿真实验室
出处
《飞行力学》
CSCD
北大核心
2010年第1期36-39,共4页
基金
航空科学基金资助(20061330002)
文摘
对传统遗传算法进行了改进,通过采用交叉概率和变异概率的自适应设计,避免了进化过程中固定的交叉概率和变异概率产生的个体早熟和收敛缓慢的现象。仿真算例结果表明,自适应遗传算法能够有效地提高遗传算法的全局寻优能力,加快算法的收敛速度,有较强的地形和威胁回避能力,可为低空突防飞行器提供满足战术要求的参考航迹。
关键词
遗传算法
航迹规划
低空突防
威胁回避
Keywords
genetic
algorithm
flight
path
planning
low
altitude
penetration
threat
avoidance
分类号
V249.1 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
TP391.9 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
基于粒子群优化的高超声速飞行器航迹规划
被引量:
10
11
作者
张忠峰
高云峰
宝音贺西
机构
清华大学航天航空学院
太原卫星发射中心
出处
《系统仿真学报》
CAS
CSCD
北大核心
2009年第8期2428-2431,共4页
基金
国家自然科学基金(90505006)
文摘
提出了一种基于粒子群优化算法的高超声速飞行器航迹规划方法并进行了仿真验证。首先计算了高超声速飞行器的最小转弯半径,然后建立威胁模型,将威胁模型投影到赤道平面内,利用一个有限项的多项式函数来逼近实际航迹在赤道平面内的投影,使航迹规划问题简化为在一个多项式系数空间中的搜索寻优问题。利用粒子群优化算法,鉴于高超声速飞行器特点,规划得到赤道平面内的航迹,根据对应关系,最后得到实际航迹。仿真结果表明,生成的航迹自动避开了威胁。
关键词
高超声速
最小转弯半径
航迹规划
航迹投影
粒子群优化
Keywords
hypersonic
minimum
turning
radius
flight
path
planning
flight
path
projection
PSO
分类号
TP391.9 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
有限干预下的UAV低空突防航迹规划
被引量:
10
12
作者
任鹏
高晓光
机构
西北工业大学电子信息学院
出处
《系统工程与电子技术》
EI
CSCD
北大核心
2014年第4期679-684,共6页
基金
国家自然科学基金青年项目(61305133)
高等学校博士学科点专项科研基金(20116102110026)资助课题
文摘
低空突防航迹规划是实现有人机和无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)编队协同作战的关键技术,针对目前智能算法在求解低空突防航迹规划问题中存在的不足,充分发挥人脑这个超级智能系统来引导飞行航迹求解过程,将基于角度量编码的小生境伪并行自适应遗传算法(niche adaptive pseudo parallel genetic algorithm,NAPPGA)和人有限干预情况下的智能决策结合起来,提出UAV低空突防航迹规划技术。通过大量仿真计算,结果表明,应用该技术预规划和重规划的三维航迹能够有效实现威胁回避、地形回避和地形跟随,满足UAV低空突防要求,具有一定的实用性。
关键词
有限干预
无人机
低空突防
航迹规划
Keywords
human
intervention
unmanned
aerial
vehicle
(UAV)
low
altitude
penetration
flight
path
planning
分类号
V249 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
人机协同智能航迹规划算法
被引量:
9
13
作者
任鹏
高晓光
机构
西北工业大学电子信息学院
出处
《系统仿真学报》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第2期313-319,共7页
基金
国家自然科学基金青年项目(61305133)
高等学校博士学科点专项科研基金(20116102110026)
文摘
人机协同低空突防航迹规划是实现有人机和UAV协同作战的关键技术,结合协同作战的特点和UAV低空突防航迹规划的要求,将人工辅助决策和改进的智能算法结合起来,并利用角度量的变长度基因编码表示飞行航迹,提出人机协同的智能航迹规划算法。该算法能够充分发挥人脑这个超级智能系统,利用人的智慧和经验弥补智能算法的不足,在"高危环境下"下针对突发威胁的覆盖范围来引导航迹求解过程,通过大量仿真计算,结果表明:应用该算法规划的三维航迹能够有效躲避突发威胁,实现威胁回避、地形回避和地形跟随,满足UAV低空突防要求,具有一定的实用价值。
关键词
突发威胁
人机协同
低空突防
航迹规划
Keywords
pop-up
threats
man-machine
coordinated
cooperation
low-altitude
penetration
flight
path
planning
分类号
V249.1 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
基于改进蜣螂算法的无人机航迹规划
14
作者
甄然
袁明明
武晓晶
孟凡华
机构
河北科技大学电气工程学院
出处
《无线电工程》
2024年第10期2412-2424,共13页
基金
国家自然科学基金(62003129)。
文摘
针对无人机航迹规划求解计算量大、收敛难等问题,提出了一种融入了混沌映射和莱维飞行的多策略蜣螂优化(Piecewise Levy Flight Dung Beetle Optimizer, PLDBO)算法的航迹规划方法。建立了三维任务空间模型和无人机路径规划成本函数,将路径规划问题转化为多维函数优化问题。对蜣螂优化(Dung Beetle Optimizer, DBO)算法调用Piecewise混沌映射,改变其初始化过程,增强种群的多样性,加快收敛速度。引入黄金正弦改进滚球蜣螂位置更新公式,有效协调了全局搜索能力与局部挖掘能力,加快了收敛速度。在小偷蜣螂位置更新公式引入Levy策略,增强算法跳出局部最优的能力。引入了一种具有策略自适应的横向交叉,提高了算法的收敛精度,增强了全局寻优能力。通过将提出的改进算法在知名的15个经典基准函数上比较,全面验证了PLDBO算法的优越性,并应用于航迹规划问题求解。仿真结果表明,PLDBO算法能获得更可行、更高效的路径。
关键词
蜣螂优化算法
混沌映射
黄金正弦
Levy飞行
水平交叉策略
航迹规划
Keywords
DBO
algorithm
chaotic
mapping
golden
sine
Levy
flight
horizontal
crossover
strategy
flight
path
planning
分类号
TP18 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
V249 [自动化与计算机技术—控制科学与工程]
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职称材料
题名
一种基于实景三维的无人机低空飞行底图构建方法
15
作者
丁晓龙
胡振彪
王斌斌
王刚
机构
青岛市勘察测绘研究院
海陆地理信息集成与应用国家地方联合工程研究中心
出处
《测绘通报》
CSCD
北大核心
2024年第S01期57-60,共4页
文摘
为解决城市低空无人机飞行航路规划中的障碍物探测和安全检测底图构建问题,本文提出了一种基于实景三维数据的安全检测底图构建方法。该方法利用北斗格网对实景三维模型数据进行空间划分,获取每个网格内的最高值,生成栅格和矢量格式的安全检测底图。与原始实景三维模型相比,生成的数据体量减少500~1000倍,极大节省了空间分析所需时间;同时保留了地物关键高度信息,切实保障了城市复杂区域的超低空飞行安全;局部区域发生变化时,仅需替换对应网格即可实现数据更新,工作量小。试验验证表明,本文方法可高效构建用于无人机低空飞行的安全检测底图。
关键词
低空飞行
实景三维
航路规划
UAV
碰撞检测
Keywords
low-altitude
flight
real-scene
3D
flight
path
planning
UAV
collision
detection
分类号
P237 [天文地球—摄影测量与遥感]
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职称材料
题名
无人飞行器自主决策与规划技术综述
16
作者
程昊宇
张硕
刘泰涞
徐胜利
黄汉桥
机构
西北工业大学无人系统技术研究院
西北工业大学航天学院
上海机电工程研究所
出处
《空天防御》
2024年第1期6-15,80,共11页
基金
国家自然科学基金(62303380)。
文摘
面向未来高动态、强对抗、强拒止的作战环境,智能化水平成为制约无人飞行器执行任务能力、环境适应能力和作战效能提升的主要因素。围绕无人飞行器自主决策与规划技术这一难度高、发展快、前景广的研究方向,综述了自主决策与规划技术的主要研究成果以及未来发展方向:首先,结合无人飞行器的发展研究历程与现状,指出了开展自主决策与规划技术研究的必要性;其次,对当前自主决策与规划技术的研究成果进行了总结与分析;最后,对无人飞行器自主决策与规划技术的发展方向进行了展望。
关键词
无人飞行器
自主决策
航迹规划
弹道规划
Keywords
unmanned
aerial
vehicles
autonomous
decision-making
flight
path
planning
ballistic
planning
分类号
V249 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
基于危险天气不确定性的最小风险路径规划方法
17
作者
王岩韬
赵昕颐
机构
中国民航大学国家空管运行安全技术重点实验室
出处
《工程科学学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第5期887-896,共10页
基金
中央高校基本科研业务费专项资助项目(3122019130)。
文摘
为降低飞行过程中遭遇危险天气的概率,同时避免大范围绕飞导致的路径与耗油增加,针对航路中的雷暴、积冰和颠簸天气,使用数值预报和概率预报,面向航前飞行计划,提出一种基于危险天气不确定性的最小风险路径规划方法.首先,基于概率预报数据使用配料法和C-F模型计算雷暴发生概率,基于数值预报数据计算积冰预测指数和颠簸预测指数;然后,融合多类型危险天气,提出一种具备风险标识的栅格化地图;在此基础上,改进传统路径最短的规划算法,构建以风险最小化为目标的Dijkstra和A^(*)算法;最后,使用2023年4月3日华中地区强对流天气预测数据建立风险地图,使用上述改进算法与传统Dijkstra、A^(*)和RRT算法进行路径规划并对比分析.结果表明,传统Dijkstra和A^(*)算法可计算得到最短飞行路径,而改进的A^(*)算法可计算得到总风险最小路径;若综合考虑飞行风险与路径长度,改进的Dijkstra算法最为适合.
关键词
危险天气
概率预报
不确定性推理
飞行路径规划
风险最小化
Keywords
hazardous
weather
probabilistic
forecast
uncertainty
reasoning
flight
path
planning
risk
minimization
分类号
TP18 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
N945.24 [自动化与计算机技术—控制科学与工程]
X913.1 [自然科学总论—系统科学]
U8 [环境科学与工程—安全科学]
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职称材料
题名
自适应蚁群算法的无人机三维航迹规划
18
作者
张骜
毛海亮
卞鹏
陈侠
机构
沈阳科技学院
海鹰航空通用装备有限责任公司
出处
《电光与控制》
CSCD
北大核心
2024年第5期24-29,共6页
基金
国家自然科学基金(61906125)。
文摘
针对传统蚁群算法三维空间节点多、算法搜索难度大等问题,提出自适应蚁群(IAACO)算法的无人机三维航迹规划算法。首先,通过栅格划分三维空间,使该算法可以应用于三维航迹规划;然后,建立一种不均匀的初始信息素矩阵,并加入一个自适应的信息素挥发因子,提高了算法的搜索效率,同时也加快了算法的收敛速度;最后,通过定义三维的长度指标函数和角度指标函数,进一步建立无人机航迹优化的目标函数,实现了三维航迹规划的全局优化。仿真结果表明,所提算法运行时间更短、收敛速度更快,规划出的航迹也更短更平滑。
关键词
无人机
航迹规划
蚁群算法
自适应算法
Keywords
UAV
flight
path
planning
ant
colony
algorithm
adaptive
algorithm
分类号
V279 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
基于差分进化算法的飞行器航迹规划
被引量:
4
19
作者
张忠峰
高云峰
宝音贺西
机构
清华大学工程力学系
出处
《计算机工程与应用》
CSCD
北大核心
2008年第34期216-218,共3页
基金
国家自然科学基金No.90505006~~
文摘
提出了一种基于差分进化算法的高超声速飞行器航迹规划方法并进行了仿真验证。建立威胁模型,将威胁模型投影到赤道平面内,利用一个有限项的多项式函数来逼近实际航迹在赤道平面内的投影,使航迹规划问题简化为在一个多项式系数空间中的搜索寻优问题。利用差分进化算法,鉴于高超声速飞行器特点,规划得到赤道平面内的航迹,根据对应关系,最后得到实际航迹。仿真结果表明,生成的航迹自动避开了威胁。
关键词
高超声速
航迹规划
航迹投影
差分进化
Keywords
hypersonic
flight
path
planning
flight
path
projection
Differential
Evolution(DE
)
分类号
TP391.9 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
基于深度强化学习的无人机线路及航迹协同规划
被引量:
1
20
作者
魏明
孙雅茹
孙博
王盛杰
机构
中国民航大学空中交通管理学院
中国民用航空飞行学院民航飞行技术与飞行安全重点实验室
出处
《中国安全科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第8期68-76,共9页
基金
教育部人文社科项目(20YJCZH176)
民航飞行技术与飞行安全重点实验室开放基金资助(FZ2021KF06)。
文摘
为优化物流无人机(UAV)的配送线路以及航迹协同规划,在地理信息系统(GIS)栅格化基础上,考虑调度中心、客户和地面遮蔽物的位置空间分布,以及它们的坠落代价差异,提出一种UAV配送线路以及航迹协同规划的双层规划模型;根据问题特征,设计一种基于深度强化学习(DRL)的2阶段混合算法,在第1阶段利用DRL算法生成多架UAV访问客户顺序的配送线路,再将A*算法嵌入其中,据此在第2阶段搜索每架UAV的可行最短航迹;结合算例,给出最佳UAV配送线路及其航迹方案,分析参数的变化对模型的影响,并与传统智能算法比较,验证所提模型的科学性和有效性。结果表明:对于6 km×6 km区域内30客户点规模的算例,设置人机的坠落代价阈值为1.4时,完成配送任务需要5架UAV,总飞行里程52.5 km;与多种传统智能算法相比,求解时间从少到多依次排名为DRL、遗传算法(GA)、差分进化算法(DE)和粒子群算法(PSO),在大规模算例上,DRL的规划结果UAV运行成本更低,其平均解和最差解远优于智能算法。
关键词
深度强化学习(DRL)
无人机(UAV)
配送线路
航迹规划
双层规划模型
Keywords
deep
reinforcement
learning(DRL)
unmanned
aerial
vehicle(UAV)
distribution
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planning
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programming
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X949 [环境科学与工程—安全科学]
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职称材料
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操作
1
飞行器三维突防航迹快速生成方法
张冲
朱凡
张健
张洪林
《电光与控制》
北大核心
2008
3
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职称材料
2
基于遗传算法的无人机航路规划
马云红
周德云
《电光与控制》
北大核心
2005
60
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职称材料
3
一种凸多边形区域的无人机覆盖航迹规划算法
陈海
王新民
焦裕松
李俨
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010
55
原文传递
4
基于数字地图预处理的实时航迹规划
胡志忠
沈春林
《南京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2002
15
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职称材料
5
基于改进粒子群优化的多无人机协同航迹规划
杜云
彭瑜
邵士凯
刘冰
《科学技术与工程》
北大核心
2020
19
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职称材料
6
无人机扫描线区域覆盖中的转弯航迹规划
万明
代忠
褚文奎
《系统工程与电子技术》
EI
CSCD
北大核心
2014
14
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职称材料
7
空天无人系统智能规划技术综述
杜永浩
王凌
邢立宁
《系统工程学报》
CSCD
北大核心
2020
13
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职称材料
8
基于自适应蚁群算法的无人飞行器航迹规划
胡中华
赵敏
刘世豪
章婷
《计算机集成制造系统》
EI
CSCD
北大核心
2012
11
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职称材料
9
低空摄影测量无人机航迹规划的设计与实现
王梦茹
杨力
孙聃石
赵海山
吴雨
《测绘与空间地理信息》
2016
11
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职称材料
10
基于自适应遗传算法的航迹规划研究
刘超
欧杰
曹祺
《飞行力学》
CSCD
北大核心
2010
11
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职称材料
11
基于粒子群优化的高超声速飞行器航迹规划
张忠峰
高云峰
宝音贺西
《系统仿真学报》
CAS
CSCD
北大核心
2009
10
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职称材料
12
有限干预下的UAV低空突防航迹规划
任鹏
高晓光
《系统工程与电子技术》
EI
CSCD
北大核心
2014
10
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职称材料
13
人机协同智能航迹规划算法
任鹏
高晓光
《系统仿真学报》
CAS
CSCD
北大核心
2015
9
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职称材料
14
基于改进蜣螂算法的无人机航迹规划
甄然
袁明明
武晓晶
孟凡华
《无线电工程》
2024
0
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职称材料
15
一种基于实景三维的无人机低空飞行底图构建方法
丁晓龙
胡振彪
王斌斌
王刚
《测绘通报》
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
16
无人飞行器自主决策与规划技术综述
程昊宇
张硕
刘泰涞
徐胜利
黄汉桥
《空天防御》
2024
0
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职称材料
17
基于危险天气不确定性的最小风险路径规划方法
王岩韬
赵昕颐
《工程科学学报》
EI
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
18
自适应蚁群算法的无人机三维航迹规划
张骜
毛海亮
卞鹏
陈侠
《电光与控制》
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
19
基于差分进化算法的飞行器航迹规划
张忠峰
高云峰
宝音贺西
《计算机工程与应用》
CSCD
北大核心
2008
4
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职称材料
20
基于深度强化学习的无人机线路及航迹协同规划
魏明
孙雅茹
孙博
王盛杰
《中国安全科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023
1
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