一种基于遗传算法的航迹优化技术

飞行器在低空突防任务执行过程时,需要以任务规划所得的参考航线为基准,采用一种基于遗传算法的航迹优化方法;优化过程中,采用特定的编码方法和适应度函数,并针对优化过程中的一些具体问题提出了解决方案;仿真结果表明,采用基于遗传算法的航迹优化技术所生成的参考航线,能严格经过飞行器的出发点和目标点,使威胁飞行器的因素最小,有效提高了任务生存能力.     

低空突防导航实时仿真测试系统研究

为了低空飞行突破敌人防线,现代先进飞机配有低空突防导航设备导引飞行员实现贴地飞行和低空障碍回避;然而,低空突防导航设备的试飞试验不仅风险极高,而且代价高昂、试验周期长;文中构建了低空突防导航实时仿真测试系统,给出了仿真测试系统的结构设计、关键技术设计,并基于此系统对突防导航算法进行充分仿真测试,大大减少了实际试飞验证的次数,从而降低了试飞风险和试飞成本。     

飞行器整体航迹规划建模/仿真的研究与实现

航迹规划是低空突防过程中的关键技术,目的是得到一条既安全可靠又全局代价最优的三维航迹,是导航系统和控制系统的基础之一.在对整体航迹规划技术进行研究与实现的过程中,详细讨论了威胁建模、地形预处理、航迹规划算法等问题,并采用建模/仿真技术给出了实现流程以及试验结果.规划出的参考航迹能够满足低空突防飞行器进行"地形跟随/地形回避/威胁回避"机动飞行的需要.随着航迹规划问题的解决,建立了"地形跟随/地形回避/威胁回避"为主要手段的低空突防技术论证与试验环境.     

无人飞行器航迹规划研究

航迹规划的目的是要利用地形和敌情等信息,规划出生存概率最大的无人飞行器突防轨迹。通过对航迹规划任务的仿真需求分析,对无人飞行器的航迹规划进行了研究。首先根据遍布威胁的战场环境,构造了基于威胁源的Voronoi图,得到规避威胁的航迹路线;然后采用Dijkstra算法,搜索出最优航迹路线;最后利用Visual Studio .Net 2010开发平台,在MS SQL Server 2008数据库支持下,运用Visual C# 2008编制图形化界面,设计开发了无人飞行器航迹规划仿真系统,并给出了开发结果,实现了仿真结果的图形显示,为进一步的研究航迹规划奠定了基础。     

支援干扰下战斗机突防段综合航迹规划

针对传统A*算法搜索空间以及收敛时间等方面的不足,首先提出了改进的A*算法;其次对战斗机突防段综合航迹规划影响因素进行分析,在此基础上建立了战斗机对地攻击突防段代价函数数学模型;然后对支援干扰下的雷达压制区进行研究,确定干扰机位置,由此条件构建支援干扰下战斗机突防段综合航迹规划模型;最后应用改进的A*算法进行战斗机突防段综合航迹规划。仿真实例表明,基于改进的A*算法可以有效地进行突防段的航迹规划,可以有效地减小航迹的代价,提高战斗机的突防概率,有利于我方战斗机成功突防。     

基于遗传模拟退火算法的低空飞行器航迹规划

针对低空飞行器三维航迹规划问题提出了一种将遗传算法和模拟退火相结合的方法,通过把高程数据和各种威胁以及飞行器性能约束相结合建立起约束条件模型.根据飞行器机动性能和低空突防的特点,设计了有效的遗传算子,并使用模拟退火算法能较好地接近全局最优解的优点,抑制了遗传算法的早熟现象.结果表明该算法具有良好的适应性,能满足地形跟随--威胁回避的突防要求.     

基于有向图的动态最优航迹规划算法

地形跟随/地形回避(TF/TA)航迹规划是低空突防系统的关键技术之一.通常所使用的动态规划算法得到的规划航迹有时达不到目标点.针对此问题,提出一种最优航迹规划的改进动态规划算法,通过对数字地图进行网格划分并建立有向图的方法改进动态规划算法,使最优航迹能有效地回避障碍和威胁.仿真结果表明,所提出的航迹规划算法是有效的.     

机动性约束下低空突防航迹规划算法研究

研究飞行器多目标优化问题,为了寻求安全突防的飞行轨迹,结合低空突防中对飞行器实际飞行轨迹的要求,对航迹规划算法进行了研究.针对改善目前航迹规划过程中所存在的几何建模困难和所得轨迹不能符合实际可飞的问题,提出了一种新的垂直面轨迹规划方法.方法在水平面规划的基础上重点分析了飞行器垂直面内的运动状态,结合过载、航迹倾角等机动性约束条件对垂直面内的运动轨迹进行研究,将实际复杂的飞行轨迹简化为由直线段和圆弧段衔接而成的轨迹模型,针对简化模型进行轨迹规划.仿真结果表明,能够得到满足约束条件,并符合实际飞行的航迹.     

多UAV协同突防规划与仿真

针对在复杂大范围环境下低窄突防的多无人飞行器,通过分析威胁环境和协同突防的相关要素,提出了协同规划框架.设计了基于空间冲突预处理的打击时序协同算法;提供突防效能计算的基于变步长时间同步日标分配算法:通过协同突防航迹选掸优化算法的不断迭代计算,实现协同突防规划.仿真分析验证了规划算法的有效性.     

无人机三维实时航迹规划仿真平台

无人机航迹规划是任务规划中的关键技术,为得到一条既安全可靠又全局代价最优的三维航迹.针对实现实时动态规划最佳航迹,利用图形用户界面开发环境,规则网格的数字高程地图模型建立了基于地形因素的多种威胁源模型,采用改进型概率地图法(probabilistic roadmap method,PRM)与最短路径搜索-Dijkstra算法相结合的方法规划了三维航迹.最终设计的平台能够实现多种航迹规划算法的搜索,二维与三维、实时与非实时、单机与多机的航迹规划仿真.通过平台的实际运行,证明了改进PRM算法的高效性,同时验证了该平台的有效性与实用性.