大型水陆两栖飞机海上最优搜索航路规划算法
发布时间：2022-01-27 18:30
针对大型水陆两栖飞机的飞行特性和远海搜索救援能力不足的问题,研究设计了海上最优搜索航路规划算法,使其能够在最短时间内完成规定海域的搜索。针对大型水陆两栖飞机的特性参数,结合漏搜率和复搜率的要求指标,将原搜索航路规划问题转化为格点的离散规划问题。本文最优搜索航路规划算法在动态规划的基础上引入回溯路径指标,能够满足复搜率的要求。数值仿真分析结果表明:相对于传统的搜索路径方法,采用本文算法求得的最优航路方案具有更好的性能指标。
【文章来源】：吉林大学学报(工学版). 2019,49(03)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
飞机通过格点的搜索区域Fig.1Searchzonewhileaircraftflypassgrids
索性为Ni,j；网格连通域为Ω{Pi,j(x,y)}；每个网格边长为雷达搜索半径的2倍，即rg=2rs。当飞机从某一格点中心飞行至其连通格点中心过程中，雷达会扫描两个网格中间所有区域，该部分既不会漏搜也不会复搜，如图1所示，因此该网格网络可将原搜索航路规划问题转化为离散规划问题，规划路径应不重复地经过所有网络格点，即每个网格的中心点。网格连通域根据其所在的位置分为角点、边点、内点3种。角点、边点、内点分别位于搜索海域的四角、四边和内部，其连通域如图2所示，箭头表示当前网格的连通域方向。1.2禁飞区模型在搜索海域中，可能存在各类禁飞区，如恶劣天气条件、岛屿武装区域等。禁飞区会影响网格的连通域，如图3所示，在方形和圆形两种禁飞区的情况下，图3（a）中第2格与第4格之间不再连通，图3（b）中第1格与第3格之间不再连通。除此之外，禁飞区的存在同样会影响复搜率指标，因此在有禁飞区和没有禁飞区的格点之间飞行的性能指标不同。图1飞机通过格点的搜索区域Fig.1Searchzonewhileaircraftflypassgrids图2网格连通域示意图Fig.2Schematicdiagramofmeshconnecteddomain图3禁飞区示意图Fig.3Schematicdiagramofnoflyingzone··965
通格点中心过程中，雷达会扫描两个网格中间所有区域，该部分既不会漏搜也不会复搜，如图1所示，因此该网格网络可将原搜索航路规划问题转化为离散规划问题，规划路径应不重复地经过所有网络格点，即每个网格的中心点。网格连通域根据其所在的位置分为角点、边点、内点3种。角点、边点、内点分别位于搜索海域的四角、四边和内部，其连通域如图2所示，箭头表示当前网格的连通域方向。1.2禁飞区模型在搜索海域中，可能存在各类禁飞区，如恶劣天气条件、岛屿武装区域等。禁飞区会影响网格的连通域，如图3所示，在方形和圆形两种禁飞区的情况下，图3（a）中第2格与第4格之间不再连通，图3（b）中第1格与第3格之间不再连通。除此之外，禁飞区的存在同样会影响复搜率指标，因此在有禁飞区和没有禁飞区的格点之间飞行的性能指标不同。图1飞机通过格点的搜索区域Fig.1Searchzonewhileaircraftflypassgrids图2网格连通域示意图Fig.2Schematicdiagramofmeshconnecteddomain图3禁飞区示意图Fig.3Schematicdiagramofnoflyingzone··965
【参考文献】：
期刊论文
[1]直升机海上搜索航路辅助规划算法[J]. 艾兵,杨睿. 电光与控制. 2017(11)
[2]多域限界内多AUV巡逻航路规划方法[J]. 严浙平,何靓文,李娟. 水下无人系统学报. 2017(04)
[3]三维真实地形环境下无人机救援航路规划方法[J]. 梁宵,王宏伦,孟光磊,陈侠. 北京航空航天大学学报. 2015(07)
[4]基于反步法和非线性动态逆的无人机三维航路跟踪制导控制[J]. 刘重,高晓光,符小卫,郤文清. 兵工学报. 2014(12)
[5]大型水陆两栖飞机海上搜索水平导航需求的设计[J]. 厉骏,蔡志勇,谢辉. 科技展望. 2014(14)
[6]基于Laguerre图的自优化A-Star无人机航路规划算法[J]. 魏瑞轩,许卓凡,王树磊,吕明海. 系统工程与电子技术. 2015(03)
[7]基于流水避石原理的无人机三维航路规划方法[J]. 梁宵,王宏伦,李大伟,吕文涛. 航空学报. 2013(07)
[8]基于改进万有引力搜索算法的无人机航路规划[J]. 李沛,段海滨. 中国科学:技术科学. 2012(10)
[9]基于数据链的无人机航路规划A*算法研究[J]. 马向玲,陈旭,雷宇曜. 电光与控制. 2009(12)
[10]基于改进蚁群算法的无人机三维航路规划[J]. 陈谋,肖健,姜长生. 吉林大学学报(工学版). 2008(04)
本文编号：3612881
【文章来源】：吉林大学学报(工学版). 2019,49(03)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
飞机通过格点的搜索区域Fig.1Searchzonewhileaircraftflypassgrids
索性为Ni,j；网格连通域为Ω{Pi,j(x,y)}；每个网格边长为雷达搜索半径的2倍，即rg=2rs。当飞机从某一格点中心飞行至其连通格点中心过程中，雷达会扫描两个网格中间所有区域，该部分既不会漏搜也不会复搜，如图1所示，因此该网格网络可将原搜索航路规划问题转化为离散规划问题，规划路径应不重复地经过所有网络格点，即每个网格的中心点。网格连通域根据其所在的位置分为角点、边点、内点3种。角点、边点、内点分别位于搜索海域的四角、四边和内部，其连通域如图2所示，箭头表示当前网格的连通域方向。1.2禁飞区模型在搜索海域中，可能存在各类禁飞区，如恶劣天气条件、岛屿武装区域等。禁飞区会影响网格的连通域，如图3所示，在方形和圆形两种禁飞区的情况下，图3（a）中第2格与第4格之间不再连通，图3（b）中第1格与第3格之间不再连通。除此之外，禁飞区的存在同样会影响复搜率指标，因此在有禁飞区和没有禁飞区的格点之间飞行的性能指标不同。图1飞机通过格点的搜索区域Fig.1Searchzonewhileaircraftflypassgrids图2网格连通域示意图Fig.2Schematicdiagramofmeshconnecteddomain图3禁飞区示意图Fig.3Schematicdiagramofnoflyingzone··965
通格点中心过程中，雷达会扫描两个网格中间所有区域，该部分既不会漏搜也不会复搜，如图1所示，因此该网格网络可将原搜索航路规划问题转化为离散规划问题，规划路径应不重复地经过所有网络格点，即每个网格的中心点。网格连通域根据其所在的位置分为角点、边点、内点3种。角点、边点、内点分别位于搜索海域的四角、四边和内部，其连通域如图2所示，箭头表示当前网格的连通域方向。1.2禁飞区模型在搜索海域中，可能存在各类禁飞区，如恶劣天气条件、岛屿武装区域等。禁飞区会影响网格的连通域，如图3所示，在方形和圆形两种禁飞区的情况下，图3（a）中第2格与第4格之间不再连通，图3（b）中第1格与第3格之间不再连通。除此之外，禁飞区的存在同样会影响复搜率指标，因此在有禁飞区和没有禁飞区的格点之间飞行的性能指标不同。图1飞机通过格点的搜索区域Fig.1Searchzonewhileaircraftflypassgrids图2网格连通域示意图Fig.2Schematicdiagramofmeshconnecteddomain图3禁飞区示意图Fig.3Schematicdiagramofnoflyingzone··965
【参考文献】：
期刊论文
[1]直升机海上搜索航路辅助规划算法[J]. 艾兵,杨睿. 电光与控制. 2017(11)
[2]多域限界内多AUV巡逻航路规划方法[J]. 严浙平,何靓文,李娟. 水下无人系统学报. 2017(04)
[3]三维真实地形环境下无人机救援航路规划方法[J]. 梁宵,王宏伦,孟光磊,陈侠. 北京航空航天大学学报. 2015(07)
[4]基于反步法和非线性动态逆的无人机三维航路跟踪制导控制[J]. 刘重,高晓光,符小卫,郤文清. 兵工学报. 2014(12)
[5]大型水陆两栖飞机海上搜索水平导航需求的设计[J]. 厉骏,蔡志勇,谢辉. 科技展望. 2014(14)
[6]基于Laguerre图的自优化A-Star无人机航路规划算法[J]. 魏瑞轩,许卓凡,王树磊,吕明海. 系统工程与电子技术. 2015(03)
[7]基于流水避石原理的无人机三维航路规划方法[J]. 梁宵,王宏伦,李大伟,吕文涛. 航空学报. 2013(07)
[8]基于改进万有引力搜索算法的无人机航路规划[J]. 李沛,段海滨. 中国科学:技术科学. 2012(10)
[9]基于数据链的无人机航路规划A*算法研究[J]. 马向玲,陈旭,雷宇曜. 电光与控制. 2009(12)
[10]基于改进蚁群算法的无人机三维航路规划[J]. 陈谋,肖健,姜长生. 吉林大学学报(工学版). 2008(04)
本文编号：3612881
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/sousuoyinqinglunwen/3612881.html
