基于威胁建模的PSO 在UAV 3 维航路规划中的应用

为解决无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)3维航路规划问题,采用粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)进行无人机的3维航路规划.对无人机飞行环境中各种威胁进行数学建模,考虑了航程的影响,得出基于航路长度和威胁的航路评价函数.运用粒子群优化算法进行3维航路规划仿真测试,并提出了在天基信息支援下进行无人机二次航路规划的设想.仿真结果表明,该方法具有可行性.     

潜射无人机海上突防航迹规划方法

潜射无人机海上飞行时主要面临敌方舰船雷达的探测威胁。传统的无人机航迹规划主要采用无人机与雷达的距离威胁模型,未考虑无人机雷达散射截面积的动态变化过程。在分析了无人机动态RCS模型的基础上,提出一种基于改进人工势场法的无人机航迹规划方法。该方法将无人机的航向角作为控制变量,利用其与目标距离、威胁距离和无人机雷达散射截面积之间的关系,结合无人机运动方程,建立新的目标函数,并运用负梯度下降法搜索航路点。仿真结果表明,该方法能够较好地解决潜射无人机海上突防问题。     

Memetic算法在无人机侦察航路规划中的应用

为解决无人机侦察航路规划问题,采用文化基因算法(memetic algorithm,MA)进行求解。以粒子群优化算法作为主搜索策略,采用基于模拟退火的加权法对非劣解进行局部搜索。目标函数综合分析了战术效果、航程、安全性、飞行时间等指标要求,并从环境和无人机自身分析航路规划约束条件。最后对算法性能进行了测试,实验结果表明该文化基因算法比单独使用粒子群优化算法具有更高规划效率,得到的初始侦察航路较优。     

基于流函数法的无人机航路规划

针对无人机的自身特点和飞行任务要求,研究了流函数法在无人机航路规划中的应用.在二维平面中,将地形障碍和雷达等威胁等效为圆柱,无人机目标点等效为汇（sink）,推导了流体运动的复势.提出了流函数法避障时存在滞点问题的解决方案,并将其应用到存在多个障碍物的环境中.考虑无人机最小平飞距离和最小转弯半径约束,用流函数法得到了无人机的规划航路.仿真结果表明,修正后的流函数法可以规划出平滑的航路,同时满足无人机航路规划的要求.     

受限通信下多基地多无人机协同搜索多目标任务规划问题

针对多无人机协同搜索多目标的多旅行商航路规划问题(multiple traveling salesman problem,MTSP),建 立一种多目标、多基地、目标有通信限制的多无人机协同侦察任务规划模型。考虑完成任务所需时间、总搜索路径 长度及任务均衡性,利用量子遗传算法进行优化;针对侦察目标受通信类型限制模拟仿真。结果表明,该模型能得 到完成侦察任务的最优航线。     

基于任务区分的无人机航路规划方法

军用无人机飞行航路必须基于作战任务规划,在任务完成和飞行安全之间体现不同侧重.文中将无人机航路规划问题区分为固定航路规划和突防航路规划,阐明了各自的规划要点,提出的基于任务完成度的固定航路规划方法和基于改进蚁群算法的突防航路规划方法,能够满足无人机不同作战任务需求.通过算法仿真和作战仿真系统的应用实践,证明了文中方法的合理性和实用性.     

基于遗传算法的无人机侦察航线优化设计

针对均衡威胁的飞行环境,提出了一种基于遗传算法的无人机定点侦察航线优化模型。该模型从战时对目标快速侦察的角度出发,同时考虑了穿过目标时的生存概率和侦察时间,利用遗传算法优化了侦察航线,最后进行了实例仿真,得到了该模型的最优解,证明了通过这种方法可以得到最优航线。     

防空威胁联网建模与分析

在无人机航路规划中,为了对防空威胁联网进行实时有效评估,从防空指挥控制网络的信息交互结构出发,通过分析防空网信息传输延迟、网络可靠性和节点连接度,建立了防空威胁单元间的联通度模型。基于此,提出了一种适用于威胁联网的目标指示概率模型,并结合雷达组网原理给出了威胁单元的探测信息融合模型。结合网络化火控技术的协同攻击和多次拦截技术,改进了防空威胁网的毁伤概率模型,建立了基于威胁代价的威胁联网模型。通过对比分析威胁联网模型下的无人机航路规划仿真,说明了威胁联网模型评估方法的有效性、合理性。     

无人机编队Dubins 航路规划及编队控制器设计

为完成无人机编队任务并解决无人机在飞行中因干扰而造成编队任务失败的问题,设计一种无人机编队 任务的Dubins 航路规划算法及控制器。根据无人机编队同时到达集结点的时间一致性要求,利用解析几何方法进行 航路设计,通过分析无人机飞行状态,设计了能够进行速度调整的控制器,并使用六自由度无人机模型验证了航路 算法及控制器的性能。仿真结果表明：该航路算法能够解算出各种编队任务的飞行航路,在控制器作用下能够很好 地完成编队任务。     

基于拥塞博弈的多无人机自主侦察任务规划

为解决通信中断时多无人机自主侦察任务规划的问题,提出一种基于拥塞博弈的分布式任务规划方法。 根据问题场景给出各无人机的侦察收益函数以及各子区域的社会福利函数,基于拥塞博弈,建立多无人机自主侦察 拥塞博弈模型,验证纯纳什均衡的存在性,给出多无人机自主侦察拥塞博弈的无政府状态代价和稳定状态代价的界 限,设计一种具有性能保证并且易于实现的策略更新规则,并通过蒙特卡罗方法进行模拟仿真实验。仿真结果验证 了该模型的适用性和策略更新规则的有效性。     

复杂区域多UAV覆盖侦察方法研究

为提高多无人机对复杂目标区域进行覆盖侦察的效率,首先采用多边形宽度和最小面积外接矩形求解方法对不规则区域进行整理和离散化处理;其次,基于改进蚁群算法对各离散网格中心节点进行优化生成树的构建;最后,依据所得优化生成树进行多无人机协同覆盖侦察航路的规划。仿真结果表明,所提方法在完成目标区域覆盖侦察任务过程中所需转弯次数最少,且无需重新任务规划即可完成编队侦察任务重构,有效的提升了系统覆盖侦察的效率。     

基于改进遗传算法的协同航路规划研究

在进行协同任务规划时应同时考虑协同航路规划和任务分配这两个问题,同时到达进攻目标、确定攻击航路以及分配恰当的突击力量于突击目标。针对这一问题提出了目标分配及协同航路选择的优化模型,并且给出了编码结构;针对遗传算法存在的不足,提出了一些改进;然后采用改进的遗传算法对协同任务规划模型进行了仿真验证。仿真结果表明该方法可以有效地规划出协同航路。     

基于改进遗传算法的协同航路规划研究

在进行协同任务规划时应同时考虑协同航路规划和任务分配这两个问题,同时到达进攻目标、确定攻击航路以及分配恰当的突击力量于突击目标.针对这一问题提出了目标分配及协同航路选择的优化模型,并且给出了编码结构;针对遗传算法存在的不足,提出了一些改进;然后采用改进的遗传算法对协同任务规划模型进行了仿真验证.仿真结果表明该方法可以有效地规划出协同航路.     

基于Bellman-Ford算法的无人机路径规划研究

通过预先侦察和经验评估，给出了一种敌情信息未知环境中的无人机路径规划方法。采用Bayes方法求取了给定规划区域内威胁存在的概率，构建了威胁概率分布图，并将其转化成权重为威胁概率的带权图，利用Bellman-Ford算法搜索该带权图，求取了一条从出发点到目标点的无人机最小威胁路径，根据无人机气动性能约束，对最小威胁路径进行了修正和优化，得到一条可飞的最优路径，最后给出了仿真结果，验证了方法的有效性。     

多方向饱和攻击时反舰导弹航路规划方法

针对难于求取多方向饱和攻击时反舰导弹航路规划全局最优解的问题,对多方向饱和攻击时各枚反舰导弹的航路进行合理设定。依据反舰航路规划的基本约束条件,建立以自控飞行距离最短为目标的航路规划模型,在此基础上,结合平面几何相关知识,将多枚反舰导弹多方向攻击时的航路规划问题转化为求解各枚反舰导弹关键导航点的问题,给出一种快速构造各枚反舰导弹航路的求解方法,并进行仿真验证。仿真结果表明:该方法能快速构造多枚反舰全方位饱和攻击时的简单航路,符合多方向攻击要求,易于工程实现。     

无人作战飞机侦察监视航路规划研究

侦察监视航路规划是无人作战飞机（unmanned combat aerial vechicles，UCAV）任务规划系统的一项重要研究内容，其目的是找到一条从起始点出发并最终回到起始点，在某种性能指标下最优的飞行路径。本文提出了一种航路规划的遗传粒子群优化算法，设计了算法流程，给出了规划方法，解决了大范围内单／多机的侦察监视航路规划问题，仿真结果证明了该算法的有效性。     

基于改进蚁群算法的无人机2 维航路规划

针对传统蚁群算法在无人机3 维航路规划中存在搜索时间长、容易陷入局部最优解的问题,提出一种蚁 群算法的改进策略。将固定翼无人机的性能约束条件作为待扩展节点是否可行的判断条件,减小计算量和算法搜索 时间;对航路点的高度规划采用直接设定策略,将3 维航路规划问题简化为2 维航路规划问题,减小算法的复杂性; 改进全局信息素更新规则和安全启发因子,解决了局部最优解和威胁源规避问题。仿真结果表明：改进蚁群算法与 传统蚁群算法相比,能够有效规划出一条从起点到终点的飞行航路,具有更高的有效性和实用性。     

基于数学形态学的无人机航路规划方法研究

提出了一种基于数学形态学的无人机航路规划方法,重点在于解决基于真实地形数据和存在不规则火力威胁区时初始路径规划空间的确定方法.仿真结果表明,该方法生成的初始路径规划空间小,易于实现.     

战术航空侦察航线规划评价模型

研究了进行战术航空侦察航线规划需要考虑的各个因素,从影响战术航空侦察任务的三个方面(战术生存性、飞行约束性、任务有效性)着手,建立了基于任务要求的侦察航线评价模型,解决了战术航空侦察航线规划中航线优劣的评价问题.     

战术航空侦察航线规划评价模型

研究了进行战术航空侦察航线规划需要考虑的各个因素，从影响战术航空侦察任务的三个方面（战术生存性、飞行约束性、任务有效性）着手，建立了基于任务要求的侦察航线评价模型，解决了战术航空侦察航线规划中航线优劣的评价问题。