由于軍事偵察任務(wù)的復(fù)雜性不斷提高,且偵察方式逐漸向多無(wú)人機(jī)協(xié)同的方向發(fā)展,而任務(wù)規(guī)劃是無(wú)人機(jī)執(zhí)行偵察任務(wù)的關(guān)鍵技術(shù),因此研究多無(wú)人機(jī)協(xié)同偵察任務(wù)規(guī)劃方法具有重要意義。根據(jù)偵察對(duì)象的不同將其分為"點(diǎn)對(duì)點(diǎn)"協(xié)同偵察和"點(diǎn)對(duì)面"協(xié)同偵察兩種任務(wù)模式。對(duì)于"點(diǎn)對(duì)點(diǎn)"協(xié)同偵察,對(duì)其目標(biāo)分配算法與航跡規(guī)劃算法的原理、優(yōu)勢(shì)與不足及改進(jìn)方法進(jìn)行了分析,介紹了航跡平滑的常用方法。對(duì)于"點(diǎn)對(duì)面"協(xié)同偵察,從環(huán)境信息是否可知的角度對(duì)當(dāng)前的偵察方法進(jìn)行了分析并總結(jié)。最后指出了未來(lái)多無(wú)人機(jī)協(xié)同偵察的發(fā)展趨勢(shì)為多無(wú)人機(jī)攜帶多種載荷對(duì)環(huán)境未知的區(qū)域進(jìn)行多角度覆蓋偵察。 

【文章來(lái)源】：電訊技術(shù). 2019,59(06)北大核心

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【部分圖文】：

向點(diǎn)平滑示意圖繞點(diǎn)平滑是一種不經(jīng)過(guò)原規(guī)劃航路點(diǎn)的平滑方

效轉(zhuǎn)彎半徑，以及飛過(guò)航路點(diǎn)時(shí)的航向，確保了平滑后的航跡滿足無(wú)人機(jī)的機(jī)動(dòng)性能。圖1壓點(diǎn)平滑示意圖向點(diǎn)平滑與壓點(diǎn)平滑相似，也是一種經(jīng)過(guò)原規(guī)劃的航路點(diǎn)的平滑方式，但是該平滑方式需要指定到達(dá)該航路點(diǎn)的切入角ψN。如圖2所示，圖中虛線代表原航路，實(shí)線則是按向點(diǎn)平滑方式得到的新航路，其中航路點(diǎn)N為轉(zhuǎn)彎圓弧的末端，圓弧所在圓周半徑為無(wú)人機(jī)的最小或有效轉(zhuǎn)彎半徑，切入角ψN為無(wú)人機(jī)的經(jīng)過(guò)航路點(diǎn)時(shí)的應(yīng)飛航向。圖2向點(diǎn)平滑示意圖繞點(diǎn)平滑是一種不經(jīng)過(guò)原規(guī)劃航路點(diǎn)的平滑方式，如圖3所示，平滑時(shí)，無(wú)人機(jī)不需要飛過(guò)航路點(diǎn)N，只需沿著以航路點(diǎn)N為圓心的圓弧飛行即可，一般適用于需要在目標(biāo)點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行盤旋偵察的場(chǎng)合，或者飛行航路中需要快速調(diào)轉(zhuǎn)方向的區(qū)域。圖3繞點(diǎn)平滑示意圖3點(diǎn)對(duì)面協(xié)同偵察“點(diǎn)對(duì)面”協(xié)同偵察即要求無(wú)人機(jī)在一定約束條件下能夠?qū)⒋阉鲄^(qū)域無(wú)遺漏進(jìn)行覆蓋偵察。相比于單無(wú)人機(jī)區(qū)域覆蓋，多無(wú)人機(jī)區(qū)域覆蓋可以顯著提高其覆蓋效率和可靠性［42］。覆蓋效率的提高是因?yàn)槎酂o(wú)人機(jī)工作時(shí)，可以減少整個(gè)偵察任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間�？煽啃跃褪钱�(dāng)多無(wú)人機(jī)執(zhí)行任務(wù)中某架無(wú)人機(jī)失效或毀壞時(shí)，可以對(duì)剩下的任務(wù)區(qū)以及剩下的無(wú)人機(jī)進(jìn)行重新規(guī)劃，仍然可以完成區(qū)域覆蓋任務(wù)。目前，關(guān)于區(qū)域覆蓋偵察任務(wù)規(guī)劃問(wèn)題的研究較多，主要集中在機(jī)器人領(lǐng)域［43］，但是針對(duì)多無(wú)人機(jī)區(qū)域覆蓋領(lǐng)域有待進(jìn)一步研究。多無(wú)人機(jī)協(xié)同區(qū)域覆蓋偵察根據(jù)環(huán)境的已知情況可以分為環(huán)境已知的覆蓋偵察和環(huán)境未知的覆蓋偵察［44］。3．1已知環(huán)境在環(huán)境已知條件下，無(wú)人機(jī)可以基于環(huán)境地圖信息根據(jù)規(guī)劃好的覆蓋路徑遍歷目標(biāo)區(qū)域。對(duì)于多?

??蚋?蓋，最后在對(duì)每架無(wú)人機(jī)規(guī)劃出能夠遍歷整個(gè)任務(wù)區(qū)域的航跡即可［45］。3．1．1最佳覆蓋路線的確定在進(jìn)行區(qū)域覆蓋偵察時(shí)，目前采用的方法主要有平行線式［46－47］和內(nèi)螺旋式［48］兩種方式。由于無(wú)人機(jī)性能的約束，文獻(xiàn)［49］從能量、路程、時(shí)間角度證明了轉(zhuǎn)彎過(guò)程比直線飛行過(guò)程的效率要低，而內(nèi)螺旋式偵察大部分時(shí)間都是在做機(jī)動(dòng)轉(zhuǎn)彎，所以目前大部分的研究都是基于平行線式的偵察。即使利用平行線式偵察，但在遇到任務(wù)區(qū)邊界時(shí)，也避免不了要進(jìn)行轉(zhuǎn)彎，如圖4(a)和(b)所示，直線路程都為56個(gè)單位，但是明顯圖(a)的覆蓋方式比圖(b)多了3次轉(zhuǎn)彎，所以為了提高偵察效率，應(yīng)選擇轉(zhuǎn)彎次數(shù)少的偵察路線，即讓無(wú)人機(jī)沿垂直任務(wù)區(qū)寬度的方向用平行線式偵察進(jìn)行區(qū)域覆蓋，如圖4(b)所示。圖4搜索方向示意圖3．1．2區(qū)域分割方式目前對(duì)于區(qū)域分割的研究大致集中在以下三方面:第一，以尋求最少轉(zhuǎn)彎次數(shù)和為導(dǎo)向，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為求解子區(qū)域最小寬度和問(wèn)題進(jìn)行區(qū)域分割。如文獻(xiàn)［50］為了獲得每個(gè)子區(qū)域中的最小轉(zhuǎn)彎次數(shù)，將·547·第59卷龐強(qiáng)偉，胡永江，李文廣，等:多無(wú)人機(jī)協(xié)同偵察任務(wù)規(guī)劃方法研究綜述第6期

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于Voronoi圖的無(wú)人機(jī)航路改進(jìn)規(guī)劃[J]. 史紅玉,劉淑芬.  吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版). 2018(04)
[2]多無(wú)人機(jī)模糊多目標(biāo)分布式地面目標(biāo)協(xié)同追蹤[J]. 胡超芳,楊娜,王娜.  控制理論與應(yīng)用. 2018(08)
[3]無(wú)人機(jī)多機(jī)協(xié)同偵察系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)[J]. 劉慧霞,馬麗娜,李大健,田雪濤,席慶彪.  火力與指揮控制. 2017(12)
[4]基于人工勢(shì)場(chǎng)法的多無(wú)人機(jī)航跡規(guī)劃[J]. 郭忠同,扈宏杰.  自動(dòng)化應(yīng)用. 2017(09)
[5]群機(jī)器人區(qū)域覆蓋方法研究[J]. 李冠男,董凌艷,徐紅麗,林揚(yáng).  機(jī)器人. 2017(05)
[6]基于改進(jìn)遺傳算法的多機(jī)協(xié)同多目標(biāo)分配方法[J]. 王慶賀,萬(wàn)剛,柴崢,李登峰.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2018(09)
[7]基于多策略混合人工魚群算法的移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃[J]. 黃宜慶,彭凱,袁夢(mèng)茹.  信息與控制. 2017(03)
[8]基于改進(jìn)粒子群算法的無(wú)人機(jī)三維航跡規(guī)劃[J]. 方群,徐青.  西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(01)
[9]基于改進(jìn)蜂群算法的機(jī)器人路徑規(guī)劃[J]. 王東云,徐艷平,瞿博陽(yáng).  計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用. 2017(02)
[10]基于人工魚群粒子濾波的信號(hào)源定位[J]. 杜太行,趙黎媛,江春冬,于晗.  電訊技術(shù). 2016(12)



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