一种面向突发威胁的多因素Dubins航迹规划算法
2021-12-21黄加红范兼睿张莉涓
数据采集与处理 2021年6期
黄加红,白 丽,范兼睿,张莉涓,雷 磊
(1.南京航空航天大学电子信息工程学院,南京 211106;2.北京航天自动控制研究所,北京 100854)
引 言
无人机航迹规划[1]是无人机任务规划中的一项重要任务,它是指无人机在运动学、动力学以及飞行任务的约束下,找到从起始位置到目标位置的较优路径。目前,航迹规划方法大致分为两类:(1)全局路径规划或称为离线路径规划;(2)局部路径规划或称为在线路径规划。全局路径规划方法通常根据已知的环境或过去对环境的感知信息生成一条优化的路径,但是这种方法无法应对未知或突发威胁的情况。而局部路径规划算法不需要环境先验信息,在面对突发威胁区域时通过机载传感器提供的信息实现动态的航迹规划与路线调整。其中,突发威胁区域指的是未提前获知的对无人机生存产生威胁的地理区域,例如敌方雷达探测或火力覆盖范围。由于在突发威胁场景下,无人机无法得知全局威胁区域位置分布情况,导致全局路径规划算法无法工作,因此在此情况下只能采用局部路径规划。
在突发威胁环境下,无人机需要实时躲避突发威胁区域。目前,研究人员已经提出了多种航迹规划算法,然而文献[2⁃6]采用的航迹规划算法一方面搜索点冗余且时间复杂度高,无法满足实时性要求;另一方面,由于在突发威胁环境下,要求规划出的路径长度短并且符合无人机飞行的性能指标,但上述文献中的算法均不满足无人机最小转弯半径或最大转弯角度的限制。……
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