基于集中一体化遗传算法的协同航迹规划方法*
2021-08-06李文广李建增胡永江李永科赵月飞
火力与指挥控制 2021年6期
李文广,李建增,胡永江,李永科,赵月飞
(陆军工程大学石家庄校区,石家庄 050003)
0 引言
现阶段,根据无人机侦察对象的不同,多无人机协同侦察问题可分为“点对点”协同侦察[2]和“点对面”协同侦察两个方面[3]。
“点对点”协同侦察即侦察对象为点目标群,要求无人机以最小的时间代价完成侦察任务。如文献[4]将多无人机侦察点目标群的航迹规划问题先转化为多旅行商问题,然后利用遗传算法求解得到各任务航迹。但该算法仅限于点目标群规模较小的情况。为解决大规模点目标群的侦察问题,文献[5]首先对点目标群使用K-means 聚类算法,将多旅行商问题分解为单旅行商问题,然后利用优化后的遗传算法对问题进行求解。
“点对面”协同侦察即侦察对象为广域面目标,需要无人机能够对该任务区域进行全覆盖侦察,常用的覆盖方式有扫描线法[6-7]、栅格法[8]等。如文献[9]在保证区域全覆盖和满足无人机动力学约束的前提下,对无人机编队的转弯时机和转弯位置进行调整,完成了区域覆盖搜索任务。文献[10-11]根据无人机的性能,将任务区域分解为多个子任务区域,然后将子任务区域分配给各个无人机,由各个无人机使用扫描线法进行区域覆盖搜索,最终实现以最少的转弯次数完成侦察任务。
对于上述两种目标类型的航迹规划问题已有了较为成熟的研究成果,但是以铁路、公路等线目标为侦察对象的多无人机航迹规划问题,相关文献较少。针对侦察线目标的多无人机协同航迹规划问题,结合目标属性及最小时间代价要求,提出了一种基于集中一体化遗传算法的协同航迹规划方法。……
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