一種基于差分進化混合粒子群算法的多無人機航跡規劃

于鴻達， 王從慶， 賈 峰， 劉 陽

(南京航空航天大學，南京 211100)

0 引言

多無人機航跡規劃是無人機自主執行任務以及順利完成任務的先決條件之一[1]。因此無人機飛行前，一般會根據其飛行性能、任務和已經獲得的威脅信息設計出多條離線飛行航跡[2]。遺傳算法[3]、蟻群算法[4]、人工蜂群算法[5]以及粒子群算法[6]等群體智能算法越來越多地應用于多無人機航跡規劃問題。文獻[7]運用Voronoi圖的方法并采用協同策略實現了滿足時間約束的多無人機航跡規劃；文獻[8]分別對兩目標決策和三目標決策運用多目標優化算法得到了所需要的結果；文獻[9]運用數學方法實現了滿足多約束的多無人機航跡規劃；文獻[10]將NSGA-II算法與Nash Equilibrium方法相結合實現無人機從起始位置到目標位置，再由目標位置到終止位置的航跡規劃；文獻[11]通過遺傳算法得到了多無人機的航跡，并對其進行了平滑處理。

但是目前的多無人機航跡規劃都存在一些問題：考慮目標單一、航跡規劃約束分析不全面或是最后只生成了二維的航跡規劃[12]。所以本文為了解決多無人機航跡規劃存在的問題，對航跡空間進行了建模以及對多無人機航跡規劃進行了約束分析，同時在航跡規劃空間設計和規劃了多個航點，并對航點進行了分配，最后使用一種混合粒子群算法完成了多無人機三維航跡規劃且進行了仿真驗證。

1 地圖環境建模

本文中，航跡規劃的環境為城市環境，所以采用的地圖模型劃分為基準地形模型、樓房建筑等障礙區域的建模以及威脅區域3個部分。……