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基于Lazy Theta*算法的反潜巡逻飞机航路规划研究∗

2021-01-19

舰船电子工程 2020年12期
关键词:飞机规划区域

(海军指挥学院 南京 210016)

1 引言

反潜巡逻飞机是现在乃至将来海上反潜作战的主要作战力量,由于其相对水面舰艇和潜艇反潜而言,机动性更强、搜索效率更高、不易被潜艇攻击等特点,得到各国海军的重视[1]。一般情况下,反潜巡逻飞机通常是在获得相关情报信息后,对指定海域执行巡逻反潜任务,或者对疑似潜艇目标执行应召反潜任务。

在规划反潜巡逻飞机飞行航路时,不仅需要考虑雷暴、云层等自然因素,还需要考虑蓝方防空火力、侦察探测的覆盖范围等战场态势。快速地为反潜巡逻飞机拟定安全、可靠、高效的飞行航线,是提高反潜巡逻飞机作战效率的有效途径之一。

目前,经典的航路规划方法主要有A*算法[2]、遗传算法[3~4]、蚁群算法[5~7]等。针对经典航路规划方法容易导致最终得到的路径不平滑、存在过多转折点的问题,本文采用Lazy Theta*算法,在搜索路径的同时允许以任意角度改变路径的方向、对路径进行平滑处理。经过仿真实验表明,能够得到平滑且距离更短的路径。

2 Lazy Theta*算法

Lazy Theta*算法通过进行启发式路径搜索,同时对父节点进行可达性检测分析,通过减少转向次数和缩短路径长度等方式,实现对搜索路径的高效优化[8]。其原理如图1所示。

其中,灰色区域表示障碍区域,白色区域表示自由区域。算法从起点作为扩展节点开始搜索,如图1(a),细箭头表示箭头所在点向起点进行可达性搜索;找到离终点最近的点后,以该点作为新的扩展节点进行可达性搜索,如图1(b);……

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