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文檔簡介

一、問題重所承認和接受,并獲得了廣泛的應用。在無線電“靜默”情況下按此指定為了說明問題,我們假定無人機的活動范圍是20km*20km的區域,無人機的起點的平面坐標為[1,2](單位:km),目標的平面坐標為[19,18](單位:km),同時不考慮無人機起飛降落時的限制。數字地圖和敵方情況,主要考慮威問題1:忽略地形和無人機操作性能等因素的影響,綜合考慮,無人機航程等,基于二維平面建立單機0—1單目標的航跡規劃模型。問題2:在問題1的基礎上,利用數字地圖,把模型擴展到三,并同問題3:討論和分析上述提出模型的可行性,并做仿真分析。 Voronoi圖上的結點i=1eij

eijwij vivj

lv

v0v0V線段p的燃油代價0w直線的垂直平分線組成的連續多邊形組成。N個在平面上有區別的點,按照可以據Delaunay三角網建立起相應的voronoi圖,無人機的航跡規劃就在、Voronoi上來進行,這樣就將無限空間的搜索簡化到有限空間上來[1]。3)1.3利用Dijkstra算法進行最短路徑搜2G的每一條邊eijvivj)eijvi,vj數與wijGwijeij的權[ij之間沒有邊,那么Wij。路P的長度定義為路徑中w(p)。

vj)S為從V0S的初值為空)vVl(vw(V0vl(u)min{l(vvVvS})u放入集SSS)對所v若l(uw(uv)l(v),則置l(v)l(uw(uv06345Sn1,此時,I(v)即為Vv的最短通路長,0用工具可求出最短路徑如圖2紅線圖 Voronoi圖的最短路徑(粗線3.1.4代價是指無人機在敵方下的程度,是基于無人機方的時間長短及對無人機構成大小定義的。航跡是由多個線段首尾相接而成,每一條線段p的代價可以定義為:NbRJpLp 4dRi1 Jp計算

JwJp(1w)Jw的取值范圍為01,這樣就給了設計者一定的靈活性以配置w越接近1就要求規劃的路徑長度越短而為代價來盡可能避開。、問題2:把模型擴展到三,并同時考慮無人機的操作性能(主要飛機有個最大轉彎角無人機的航跡規劃系統要求得到的航跡能夠有效避開敵方的探測和敵把地形H0.3km視為底地,H0.7km的視為高地,其他為過渡地帶。預處理后點和周圍環境提出了基于Voronoi圖的二維平面路徑規劃算法1地圖初始化由真實的三維地形生成模擬的三利用Dijsktra算法由點生成導航點的網絡。然后在導航點網絡中尋優,根據附錄二的數據畫出三維地圖(利用)如圖在飛行器的路徑規劃中要考慮兩類指標(1)一類為資源損耗指標(2)另類是威脅指標.在三維路徑規劃中/資源損耗函數包含路徑的高度變化和長度,考慮飛行器爬升時要耗費能源,而下降時增加了動能,1005 圖3三維的點劃其中JL表示路徑在水平面內投影的長度指標,Hc指標;HD表示高度下降的指標,JT表示路徑 度指標,為資源損耗指比有關,C2為下降高度相對于路徑長度的比例系數,與飛機下降時的升阻比有可以用導航第的距離之h和來表示,假設路徑有N個導航點,則:xx2 y i1JL

x,y高度指標Hc和。的離地間隙,尤其是橫側向的離地間隙,這在實際飛行過程中是很難實現的。Hcfc (dz>0fc(dzdzdz0fc(dzfc(dz為爬行高度函數,z表示路徑高度HDs

fd

(dz>0fd(dz0dz0fd(dz指標nJTT(d)s T(d)其中 K為比例系數,R為半徑,s為飛行軌跡Delaunay/,其劃分原則是任何一個三角形的外接圓內都不含有其他三角形的頂點。基于第一問,以點作為Delaunay圖的結點生成的網絡圖如圖4圖 導航點分由于Delaunay邊的中點Delaunay邊兩端點的距離相等也就是與兩個威脅點之間的最短距離最大,這樣度指標才最小。因此選擇各Delaunay邊的中Delaunay邊中點連線構成的子路徑只表示,涉及到避開礙物等物時,或者有中點處在物之上時,要設計局部的最優路徑-此局網絡為NN指標,高度指標等于零。如果該直線段與度,度和兩個高度指標。否則兩個節點之間指標為無窮大。計算方法用(4)——(9)假設兩個高度點分別為h1和hh1h2,h1h2h1>h2,最小離地間圖5 Minclearnceupch2)地圖的平滑處理

理的地形坡度要不大于無人機的最大爬升坡度masl,如圖6圖 地形坡如圖P1P2 水平距離為d,則她和地面的家角為 tan1(z1z2 若12>masl,則太高a點使得z1z2d 若12maslbz2z1d圖 平滑算法程序流五.模型分

Dijsktra算法由點生成導航點的網絡,然后在導航點網絡中尋優,得到最優目前,無人機航跡規劃技術還存在以下問題種控制和管理的分離,存在著由于數據鏈路處理和傳輸導致令滯后和延遲,所再次,無人機的戰場環境將是異常復雜遼闊的,規劃約束條件眾多而且模糊性大,各因間存在強藕合及其自身獨特的控制和任務方式,使得航在問題1的解決過程中,我們把的進行了簡化,只考慮了無人機與對波的影響等。所以我們的模型在一定程度上存在缺陷。但是通過這樣的簡化,我們利用可以Voronoi圖,通過Dijsktra算法方便地解決這個問題,粗略的在問題2的解決過程中,我們在第一問的基礎上拓展到三,利用8Voronoi最短路徑(粗線假定飛行空間由8個強度相等的網組成,要求規劃無人機從起始點A飛向目標點B的航跡。首先進行Voronoi圖對網絡進行劃分,接著利用Dijkstra法進行最短路徑搜索,規8。整個仿真過程在環境進行,運行時間小于10s。圖9兩個候選導航點之間存在山峰等物時)或者有中點處在山峰之上時,要設計局部的最優路徑。此局部最優路徑在保證與建筑物等物無碰的前提下)使總

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