基于自由空间法的航迹规划方法研究

发布时间：2017-09-29 09:08

  本文关键词：基于自由空间法的航迹规划方法研究

  更多相关文章： 多航迹规划 单元分解 通道划分 自由空间 解空间

【摘要】：在现代战争中,随着海上的作战任务需求多样化,对简单的任务而言仅需要单个无人飞行器按照预定的最优航迹飞行,这需要快速地规划出单航迹中的最优航迹;对复杂的任务通常需要调用多个无人飞行器协同地完成作战任务,这需要规划出在空间上分布均匀、航迹长度近似相等的航迹组。目前常用的航迹规划方法几乎都是构造合理的规划空间之后,然后采用相应的搜索策略在规划空间内进行求解,而并没有进一步对规划空间的环境信息进行深入的解析和表达。如何构造一种合理、有效的规划空间,既能适用于单航迹规划,也能满足多航迹协同规划成为国内外学者研究的热点内容。本文针对无人飞行器的海上航迹规划的问题,即不仅能快速地规划出单航迹中的最优航迹,而且能规划出在空间上分布均匀、航迹长度近似相等的多条航迹组,提出了一种基于解空间划分的航迹规划方法。该法主要思想将解空间划分为不同的子解空间,该方法的主要步骤及特点为:首先,对岛屿进行简化处理,使之满足海上航迹规划应用的要求,以实现快速航迹规划;其次,把规划空间中的凹多边形岛屿分解成许多子凸多边形岛屿的组合使得规划空间环境描述统一;最后,对规划空间进行单元分解并将规划空间重新构造为自由飞行区有向图,通过搜索自由飞行区有向图中的起始单元到目标单元的连通分支,合并这些连通分支得到解空间的子空间,在每个子空间内采用规划算法进行航迹规划。该通道的划分既可求出单航迹的最优航迹,也可应用于多航迹的协同规划。本文将该航迹规划算法在由矢量电子海图和模拟生成的禁飞区、威胁区构成的规划空间内进行了实验,实验结果表明了该方法的正确性和有效性。
【关键词】：多航迹规划 单元分解 通道划分 自由空间 解空间
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V249
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 绪论8-12
• 1.1 引言8-9
• 1.2 国内外研究现状9-10
• 1.3 主要研究内容与文章结构10-12
• 2 基于矢量图的海上环境建模12-23
• 2.1 引言12
• 2.2 岛屿简化问题描述12-13
• 2.3 岛屿的简化13-17
• 2.4 凹多边形分解为凸多边形17-21
• 2.5 航迹约束与航迹拟合21-23
• 3 规划空间通道的划分23-35
• 3.1 自由空间法介绍23-25
• 3.2 规划空间的自由分解25-29
• 3.3 规划空间的重新构造29-31
• 3.4 解空间的通道划分思想31-35
• 4 基于解空间划分的航迹规划35-50
• 4.1 解空间划分的航迹规划方法35-37
• 4.2 解空间划分的单航迹规划37-45
• 4.3 通道划分的规划方法与常用规划方法对比分析45-47
• 4.4 解空间划分的多航迹规划47-50
• 5 总结与展望50-52
• 5.1 本文所做的研究工作50-51
• 5.2 进一步研究方向51-52
• 致谢52-53
• 参考文献53-56
• 附录1攻读硕士学位期间发表论文目录56

【参考文献】

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本文编号：941150