本文關(guān)鍵詞：復(fù)雜約束條件下航跡規(guī)劃方法研究

  更多相關(guān)文章： 無人飛行器 航跡規(guī)劃 A*算法 端點(diǎn)約束 禁飛區(qū)

【摘要】：無人飛行器航跡規(guī)劃是保證無人飛行器圓滿完成任務(wù)的重要技術(shù)支撐,也是無人飛行器任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。本文主要對無人飛行器二維航跡規(guī)劃進(jìn)行了研究。本文首先介紹了無人飛行器航跡規(guī)劃的定義、應(yīng)用背景和目前國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。結(jié)合無人飛行器航跡規(guī)劃所需的約束條件,建立了無人飛行器機(jī)機(jī)動性能約束模型和威脅模型,機(jī)動性能約束模型主要包括最小轉(zhuǎn)彎半徑、最小步長、最大航程、最大轉(zhuǎn)彎角以及最大俯仰角約束;威脅模型主要考慮雷達(dá)、導(dǎo)彈、大氣、人造禁飛區(qū)等威脅模型。其次,本文圍繞無人飛行器航跡規(guī)劃的算法問題,分析和比較了各種航跡規(guī)劃算法的優(yōu)缺點(diǎn),將標(biāo)準(zhǔn)A*算法應(yīng)用到無人飛行器航跡規(guī)劃問題中。針對A*算法搜索空間大和收斂時間長的問題,對搜索空間進(jìn)行改進(jìn),通過最大轉(zhuǎn)角約束,減小了節(jié)點(diǎn)搜索數(shù)量,提高了收斂速度。接著,針對航跡規(guī)劃中存在端點(diǎn)約束的問題,提出了雙側(cè)搜索模型、逆向動態(tài)引導(dǎo)模型和環(huán)繞飛行模型;針對航跡規(guī)劃中存在不規(guī)則多邊形禁飛區(qū)約束的問題,本文提出了多邊形禁飛區(qū)邊界進(jìn)行碰撞檢測實(shí)現(xiàn)障礙規(guī)避的方法。最后,本文通過MATLAB平臺,結(jié)合改進(jìn)算法對二維航跡規(guī)劃進(jìn)行實(shí)例仿真,仿真結(jié)果驗(yàn)證了在航跡規(guī)劃的應(yīng)用中,本文所提出的方法能夠解決具有端點(diǎn)約束和多邊形禁飛區(qū)約束的航跡規(guī)劃問題。
【關(guān)鍵詞】：無人飛行器 航跡規(guī)劃 A*算法 端點(diǎn)約束 禁飛區(qū)
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V279
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第一章 緒論12-17
• 1.1 研究背景和意義12-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.1 綜述14
• 1.2.2 具有端點(diǎn)方向約束的航跡規(guī)劃研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 存在多邊形禁飛區(qū)的航跡規(guī)劃研究現(xiàn)狀15
• 1.3 論文組織結(jié)構(gòu)15-17
• 第二章 飛行器航跡規(guī)劃建模與算法17-33
• 2.1 無人飛行器航跡規(guī)劃環(huán)境與約束描述17-23
• 2.1.1 無人飛行器自身性能約束18-20
• 2.1.2 規(guī)劃環(huán)境外部威脅約束20-23
• 2.2 無人飛行器航跡規(guī)劃綜合代價(jià)模型23-27
• 2.3 無人飛行器航跡規(guī)劃常用算法介紹27-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第三章 具有端點(diǎn)進(jìn)入角度約束的二維航跡規(guī)劃33-54
• 3.1 A*算法解決具有端點(diǎn)進(jìn)入角度約束問題的局限性分析33-36
• 3.2 基于雙向搜索模型的二維航跡規(guī)劃36-41
• 3.2.1 雙向搜索模型36-38
• 3.2.2 基于雙向搜索模型的A*算法航跡規(guī)劃仿真結(jié)果與分析38-41
• 3.3 基于逆向動態(tài)引導(dǎo)模型的二維航跡規(guī)劃41-48
• 3.3.1 逆向動態(tài)引導(dǎo)搜索模型41-44
• 3.3.2 基于逆向動態(tài)引導(dǎo)模型的A*算法航跡規(guī)劃仿真結(jié)果與分析44-48
• 3.4 基于環(huán)繞飛行模型的二維航跡規(guī)劃48-52
• 3.4.1 環(huán)繞飛行模型48-51
• 3.4.2 基于環(huán)繞飛行模型的A*算法航跡規(guī)劃仿真結(jié)果與分析51-52
• 3.5 三種方法的比較與分析52-53
• 3.6 本章小結(jié)53-54
• 第四章 具有多邊形禁飛區(qū)約束的二維航跡規(guī)劃54-62
• 4.1 多邊形禁飛區(qū)的檢測54-58
• 4.1.1 航跡與禁飛區(qū)邊界檢測55-56
• 4.1.2 擴(kuò)展節(jié)點(diǎn)與禁飛區(qū)距離檢測56-58
• 4.2 基于多邊形邊界碰撞檢測的A*算法航跡規(guī)劃仿真結(jié)果與分析58-61
• 4.3 本章小結(jié)61-62
• 第五章 復(fù)雜約束條件下的二維航跡規(guī)劃62-68
• 5.1 復(fù)雜約束條件下的航跡規(guī)劃仿真驗(yàn)證與分析62-67
• 5.1.1 基于環(huán)繞飛行模型和多邊形邊界碰撞檢測的A*航跡規(guī)劃62-64
• 5.1.2 基于逆向動態(tài)引導(dǎo)模型和多邊形碰撞檢測的A*航跡規(guī)劃64-67
• 5.2 本章小結(jié)67-68
• 結(jié)論與展望68-70
• 結(jié)論68-69
• 展望69-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單74-75
• 致謝75

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