利用加權Voronoi圖對無人機飛行規劃的問題研究*

李洪濤 趙紀初

（1.92941部隊 葫蘆島 125001）（2.92728部隊 上海 200040）

1 引言

隨著通信技術日益成熟，我們對武器戰場態勢信息的需求也越來越精確，無人機將會承擔越來越多的探測和打擊任務，不同作戰區域的環境，對無人機布置提出了更高更精準的要求，在最優區域劃分方面有不少類似的研究，如Huy Trandac利用啟發式算法來建立Voronoi多邊形，確定二維扇區的邊界［1］；唐小波、劉笠等提出了自適應的Voronoi圖能力區劃方法，使得配電站設置更合理高效，解決了部分區域電源覆蓋面不全的問題［2］；戴福青提出了Power圖的劃分方法研究，將扇區結構特征作為約束條件，應用遍歷搜索算法來搜索尋優，得到最終優化的扇區［3］。在無人機航跡規劃方面，李亞女［4］、趙文婷［5］都利用了“V圖的邊的被探測概率最小”這一性質進行了航跡搜索和航跡優化。

2 定義及其相關算法

在能力范圍的可視化方面，Voronoi圖具有其獨特的優勢。該算法是由俄國數學家Georgy Fedo—seevich Voronoi首次提出，并以他的名字來命名。其在計算機輔助設計、圖形圖像處理、地理信息系統、智能決策領域以及優化算法［6］等方面有著廣泛的用途。當所有觸發單元的擴張能力或權重相同時，生成的是如圖1（a）的標準V圖，若權值不同生成的是如圖1（b）的加權V圖。

圖1 標準Voronoi圖與加權Voronoi圖直觀對比

這里關鍵的參數就是觸發點擴展系數以及權重的問題，可以對體系對抗能力、態勢感知能力和目標搜索能力進行評估。有許多方法可用于描述和計算作戰能力，例如，武器裝備性能指數方法［7］和徐瑞恩提出的AHP方法是普遍接受的方法，趙青松和其他相關學者［8］提出的武器裝備系統控制能力空間中還有“層次性、協作性、松耦合性、多目標性和涌現性”的五個特征?！?br>