一種無(wú)人機(jī)轉(zhuǎn)彎航路平滑算法及實(shí)現(xiàn)

四川九洲空管科技有限責(zé)任公司 項(xiàng) 梅

四川九洲電器集團(tuán)有限責(zé)任公司 段劉剛

隨著無(wú)人機(jī)的迅速發(fā)展，考慮到無(wú)人機(jī)受飛行轉(zhuǎn)彎半徑約束，航路中可能存在不可飛尖角，造成無(wú)人機(jī)不能按照預(yù)定的航路飛行，可能威脅到無(wú)人機(jī)自身飛行安全，迫切需要尋找一種對(duì)粗略規(guī)劃的航路的優(yōu)化處理平滑算法設(shè)計(jì)，使航路滿足無(wú)人機(jī)機(jī)動(dòng)穩(wěn)定性要求，本文主要通過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換法、幾何學(xué)方法及無(wú)人機(jī)飛行性能相結(jié)合的設(shè)計(jì)思路，提出了一種無(wú)人機(jī)轉(zhuǎn)彎航路平滑算法，最后將所研究的算法應(yīng)用于無(wú)人機(jī)的航路轉(zhuǎn)彎平滑規(guī)劃仿真，仿真結(jié)果表明所研究的轉(zhuǎn)彎航路平滑算法是有效的。

引言：飛行器航路規(guī)劃則就是指在綜合考慮飛行時(shí)間、飛行器機(jī)動(dòng)性能、飛行環(huán)境條件等約束因素下,尋找一條可以使飛行器從起點(diǎn)到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)的可行或者最優(yōu)的飛行軌跡；通過(guò)粗略航路點(diǎn)直接相連的航路規(guī)劃，難免會(huì)存在一些“彎路”和“折線”，這些“彎路”和“折線”不但沒(méi)有降低路徑的威脅成本，相反還增加了航跡的燃油成本，此外，由于無(wú)人飛行器自身物理?xiàng)l件的限制(如最大拐彎角、曲率半徑等)，無(wú)人機(jī)不能完全按照生成的路徑飛行。因此需對(duì)生成的路徑進(jìn)行優(yōu)化平滑處理，本文主要針對(duì)飛行轉(zhuǎn)彎進(jìn)行模型平滑處理，直線飛行不再研究范疇。

目前，無(wú)人機(jī)航路規(guī)劃方法包括經(jīng)典規(guī)劃有梯度法、樣條插值法、非線性規(guī)劃法、最優(yōu)控制法、動(dòng)態(tài)規(guī)……