無人機任務規劃系統

蔡昌

摘要

規劃無人機的航路主要是為了可以更好的完成的復雜任務，實現快速有效的規劃是非常重要的。無人機在執行飛行任務的時候，無人機需要結合地形和地貌等信息，了解飛機自身的機動能力，對于飛行航路進行實時計算，對于該行路進行跟蹤，盡快的完成飛行任務。本文主要對于無人機航路規劃進行全面的論述，從而獲得良好的飛行品質。

【關鍵詞】無人機 航路 規劃

無人機在上世紀60年代開始得到廣泛利用，早期無人機都是以地面任務規劃中心設定的航路實現飛行，但是如果既定的航路出現了威脅，那么無人機飛行就會受到影響，因此在無人機導航任務當中比較重要的任務就是無人機航路規劃。

1無人機任務規劃系統

針對無人機任務規劃系統指定額就是在完成作戰任務的過程中，安排無人機在飛行過程執行各種任務，保證機群生存效率和整體作戰效果可以達到最佳。任務規劃主要就是為了更好的完成戰術，在實施具體任務之前需要綜合考慮無人機的初始位置、任務目標、飛行航路等。

規劃系統主要包括威脅評估和任務規劃等子系統，協調地面控制系統，實現無人機的任務規劃。規劃系統的具體規劃結果包括無人機資源分配和任務分配以及可供飛行航路。任務規劃系統主要就是為了綜合收集到的情報資料，明確無人機的預定航路暢通性。任務規劃系統的關鍵組成部分就是航路規劃系統，確定了初始位置和終止位置之后，選擇具體航路。新航路規劃系統需要結合任務計劃和地形數據，計算出具體的三維最優航路，使其作為無人機的飛控系統。

利用航路規劃系統，操作人員直接在數字地圖上規劃具體的航路，可以在數字地圖上實時和便捷的獲取多種信息，航路規劃系統可以對于無人機實施實時跟蹤，明確無人機的航跡。利用圖形方式將規劃信息顯示出來，提高規劃效率。將眾多約束條件滿足之后，單挑航路的工作量是比較大的。確定規劃環境之后，可以將規劃要求更好的完成，而無人機航路規劃系統當中非常重要的組成部分包括自動航路算法等。

2無人機航路規劃

2.1無人機航路規劃的主要步驟

飛行航路指的就是無人機相對于地面和水面的實際軌跡，屬于三維空間曲線，在特定約束條件下，實現最優預定性能指標。規劃無人機航路主要是為了利用地形等各種信息，規劃最佳飛行航路。在航路規劃的過程中需要利用地形跟隨和地形回避等方式，在民航管制等方面廣泛的利用。航路規劃需要利用各種技術，利用數字地圖技術和優化技術等。以下是航路規劃的主要步驟：

（1）首先明確航路規劃的任務區，了解地形信息和威脅源的分布情況，結合無人機的性能參數等限制條件。

（2）利用航路固化算法，以任務要求為基礎，科學的分配目標，規劃無人機的航路，在限制條件的影響下，使其成為無人機的主要參考航路。

（3）優化航路，這樣可以實現無人機的最小轉彎半徑和飛行高度等約束條件。因為較小的雷達發現概率，形成無人機的實際飛行航路。在無人機的飛行過程中，結合實際情況重新規劃航路。

2.2無人機航路規劃的具體要求

無人機航路規劃包括任務級和戰術級兩個部分，任務級航路規劃指的就是無人機在起飛前，實施的地面航路規劃，在實際飛行過程中，可以作為有效的參考。任務級航路規劃可以實現最優航路，利用電子地圖，在飛行區域下進行航路規劃。戰術級航路規劃就是在無人機飛行過程中，實現實時航路的規劃，如果遇到實時威脅就要重新規劃航路，得到局部最佳航路。飛機參數庫課可以提供性能參數，通過電子地圖顯示出地形庫。

任務型航路規劃執行任務的過程中，需要利用大型計算機處理獲得理想結果，任務級航路規劃需要將大量的信息進行全面的考慮，例如地形和威脅源等限制因素，整體認識任務規劃，可以獲得最優的參考線路。對于航路進行整體規劃，以下是具體的要求：

（1）在航路當中需要包括預定任務區域。

（2）如果條件相同，那么無人機獲得的代價是比較小的。利用地面大型計算機，對于各種因素進行綜合考慮，規劃優化的參考航路，避免最優過程出現局部性。

以性能指標為基礎，評價參考航路的好壞程度。性能指標以無人機飛行任務需求和安全需求等因素為基礎進行綜合確定。以此作為最優性能指標，利用航路固化的方法設計出最優參考航路，但是仍舊會受到自身約束條件的制約，因此生成了參考航路之后需要結合參考航路周圍的威脅情況和無人機的性能指標，實現局部優化，最后可以獲得最優航路。

無人機在執行飛行任務的時候，不是嚴格按照參考航線，在參考航路的周圍情況選擇最優航路，實現最優航路飛行。任務級航路的規劃需要優化全局，避免因為局部最優減少計算量，利用技術級航路的動態優化，可以保證計算量的實時性。

3無人機在農業保值作業當中的航路規劃內容

首先需要確定農作物的類型和作業面積、地形、病蟲害等情況，明確防治的具體周期，利用的藥劑類型，是否還具備其他特殊的要求。勘察地形是否滿足植保作業，和農戶進行溝通，從而掌握農田病蟲花的實際情況，實施植保作業的過程中，需要提前檢查天氣情況，明確這些數據，保證作業的安全性。提前準備電動多旋翼植保機需要的動力電池5-10組相關的充電器，結合當地作業地點的情況，如果不方便充電可以隨車攜帶發電設備。準備好配套設施農藥配比、運輸需要的水桶以及飛手和助手協調溝通的對講機等。作業開始的時候，首先需要熟悉地形，明確飛行航線當中是否存在障礙物，掌握飛機的起降點和地面站規劃作業的航線。

4結束語

在無人機系統當中利用航路規劃系統，利用精確的地形庫表示系統，并且可以獲取精確的威脅源的表達方式，對于無人機的性能因素限制進行充分的考慮，重點內容就是進一步研究航路規劃的算法，結合實際情況提出優化的算法。無人機執行的任務越來越復雜，環境具有不確定性，而未來研究的重點就是實時航路規劃。

參考文獻

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