基于多策略SSO 和改進A*算法的無人機動態(tài)航跡規(guī)劃

田 闊, 劉 旭

(中國飛行試驗研究院，西安 710089)

基于多策略SSO 和改進A*算法的無人機動態(tài)航跡規(guī)劃

田 闊, 劉 旭

(中國飛行試驗研究院，西安 710089)

針對無人機遇到突發(fā)威脅動態(tài)航跡規(guī)劃問題，提出了一種基于多策略SSO和改進A*算法的無人機動態(tài)航跡規(guī)劃方法。該方法將無人機航跡規(guī)劃劃分為靜態(tài)航跡規(guī)劃和突發(fā)威脅實時規(guī)避兩個階段:首先，對于靜態(tài)航跡規(guī)劃階段，采用多策略SSO優(yōu)化算法對極坐標(biāo)航跡規(guī)劃模型進行求解，通過引入完全彈性碰撞、自適應(yīng)跳躍等機制，在有效滿足飛行性能約束的同時，提高了航跡規(guī)劃結(jié)果的可行性;其次，對于突發(fā)威脅實時規(guī)避階段，采用改進A*算法對局部區(qū)域進行航跡重規(guī)劃，通過拓展A*算法搜索鄰域個數(shù)和引入最小“彎折”估計代價函數(shù)，在保證實時性要求的同時，能夠規(guī)劃出更加平滑的最優(yōu)航跡。仿真結(jié)果表明，提出的方法能夠有效地給出更為滿意的無人機動態(tài)航跡規(guī)劃路線。

航跡規(guī)劃； 無人機； 群居蜘蛛優(yōu)化； 改進A*算法

0 引言

近年來，隨著無人機(UAV)技術(shù)的迅猛發(fā)展，其在救援搜索、精確打擊、追蹤偵察、低空突防等領(lǐng)域得到了越來越多的應(yīng)用[1]。但從實戰(zhàn)角度來看，無人機在航跡規(guī)劃、信息交換、協(xié)同配合等方面還有很多難關(guān)需要突破[2]。特別地，無人機航跡規(guī)劃作為實現(xiàn)UAV自主控制的重要環(huán)節(jié)[3]，吸引了學(xué)者們的廣泛關(guān)注。

無人機航跡規(guī)劃是指在綜合考慮外部環(huán)境因素和自身飛行性能的基礎(chǔ)上，為UAV規(guī)劃出從起飛點到目標(biāo)點且滿足各種約束條件的最優(yōu)可行航路[4-5]。……