刘慧娟,蔡 超,孙希霞

(华中科技大学自动化学院多谱信息处理技术国防科技重点实验室,武汉430074)

一种基于航迹片段的多蚁群协同规划算法

刘慧娟,蔡 超,孙希霞

(华中科技大学自动化学院多谱信息处理技术国防科技重点实验室,武汉430074)

在协同航迹规划过程中,针对传统蚁群算法存在的收敛速度慢、航迹易冲突等问题,结合由航迹片段构成的网络图特点,提出一种基于多蚁群的飞行器协同航迹规划算法。将蚁群算法中的人工蚁群划分为与飞行器数量相对应的蚂蚁子群,通过引入异质信息素实现子群之间的竞争,采取基准长度协同进化的方法引导子群规划出满足时间协同要求的航迹,利用迷失蚂蚁信息素更新策略加快算法收敛速度。实验结果表明,针对不同规划任务,在多种复杂规划环境中,该算法都能生成满足时间和空间约束的协同飞行航迹。与传统蚁群算法相比,该算法能够将规划速度提高2倍～3倍,所规划出的航迹具有更好的时空协同性能。

协同航迹规划;网络图;多子群;蚁群算法;异质信息素

1 概述

协同航迹规划技术是提高无人飞行器协同作战效能,保证无人飞行器协同作战顺利实施的关键技术之一［1］。其目标是在飞行器性能允许的范围内,为多架飞行器设计从起点到目标的飞行航迹,要求在尽可能降低多飞行器执行飞行任务代价的同时满足多飞行器执行任务的协同要求,是一个 NP难题［2］。

针对多飞行器协同规划问题中存在的搜索空间大、规划速度慢等问题,本文采用基于航迹片段图(航迹网络图［3］)的方法进行规划,将航迹规划问题转化为一个图搜索问题,以减少搜索空间、加快搜索速度。……