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《基于改進(jìn)蟻群算法的無(wú)人機(jī)協(xié)同航跡規(guī)劃研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、第18卷第11期電光與控制Vo1．18No．112011年11月ElectronicsOptics&ControlNOV．2011基于改進(jìn)蟻群算法的無(wú)人機(jī)協(xié)同航跡規(guī)劃研究吳蕊，趙敏，李可現(xiàn)(南京航空航天大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院，南京210016)摘要：無(wú)人機(jī)群協(xié)同作戰(zhàn)中，如何確定各無(wú)人機(jī)的航跡是整個(gè)規(guī)劃問(wèn)題的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，直接影響到作戰(zhàn)效率。采用層次分解策略，首先對(duì)威脅場(chǎng)進(jìn)行Voronoi圖環(huán)境建模，然后利用改進(jìn)蟻群算法，提出帶有方向性引導(dǎo)性的信息素更新策略，減小迷失螞蟻對(duì)算法收斂性的影響。同時(shí)，從時(shí)域和空域方面考慮多機(jī)協(xié)同問(wèn)題，在滿足最小時(shí)間窗基礎(chǔ)上，最后仿真得到了航跡
2、規(guī)劃層上多無(wú)人機(jī)的協(xié)同航跡。結(jié)果表明：該算法有效地克服了早熟停滯現(xiàn)象，解決了求解多樣性問(wèn)題，并加快了算法的求解效率。關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)；航跡規(guī)劃；蟻群算法；Voronoi圖中圖分類(lèi)號(hào)：V279文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1671—637X(2011)11—0012—05CooperativePathPlanningforUAVsBasedonImprovedAntColonyAlgorithmWURui，ZHAOMin，LIKexian(CoUegeofAutomationEngineering，N叭jingUniversityofAeronauticsandAstr
3、onautics，Nanjing210016，China)Abstract：ForthecooperativemissionsofUAVs，howtodeterminethetrajectoriesofeachUAVisthebasisandkeyforthewholeplanning，andhasdirectinfluenceonoperationaleffectiveness．Ahierarchicaldecompositionstrategywasadoptedtosolvetheinitialmulti—pathproblem．First，theVor
4、onoiDiagramwascreatedaccordingtotheknownthreatsources．Thenanimprovedantcolonyalgorithmwithdirectionguidingpolicywasdeveloped，whichcouldreducetheeffectoflostantsonconvergenceproperty．Additionally，thetemporalandspatialcooperationwereanalyzed．Finallysimulationwascarriedoutoncooperative
5、pathplanningwithtimewindowconstraints．Theresultsshowthattheproposedmethodcanovercometheprematurestagnation，resolvethediversityproblemandimprovetheefficiencyofthealgorithm．Keywords：UAV；pathplanning；antcolonyalgorithm；Voronoidiagram用性不高。文獻(xiàn)[3]采用了分層規(guī)劃的思想，將整個(gè)0引言動(dòng)態(tài)、大規(guī)模、強(qiáng)耦合的優(yōu)化問(wèn)題化解為3個(gè)層次：航無(wú)人
6、機(jī)多機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)越來(lái)越受到廣泛關(guān)注，將具有跡規(guī)劃層、協(xié)同規(guī)劃層和航線平滑層。這種方法可把不同功能的無(wú)人機(jī)組成網(wǎng)絡(luò)化無(wú)人機(jī)群能大大提高其高維、強(qiáng)耦合的優(yōu)化問(wèn)題分解成低維、計(jì)算量少、信息作戰(zhàn)能力。無(wú)人機(jī)網(wǎng)絡(luò)的管理模式、作戰(zhàn)方式以及如何交流少的問(wèn)題，因此降低了規(guī)劃的難度。其中，航跡根據(jù)瞬息萬(wàn)變的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境任務(wù)調(diào)度直接決定了作戰(zhàn)效規(guī)劃層作為協(xié)同任務(wù)規(guī)劃的關(guān)鍵技術(shù)，受到國(guó)內(nèi)外學(xué)率和生存能力?。在多機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)模式方面，文獻(xiàn)[2]者的廣泛關(guān)注。提出了一種無(wú)人機(jī)任務(wù)分配的通用模型，該模型能對(duì)元基于Voronoi圖方法在無(wú)人機(jī)航跡規(guī)劃方面有著人機(jī)執(zhí)行復(fù)雜作戰(zhàn)任務(wù)間的時(shí)序約束關(guān)系進(jìn)行
7、有效建廣泛的應(yīng)用，文獻(xiàn)[5]中通過(guò)構(gòu)建作戰(zhàn)環(huán)境的V圖模模，但該方法未考慮到某個(gè)作戰(zhàn)任務(wù)需要多架無(wú)人機(jī)共型，采用遺傳算法求解UAV航跡。這種方法能夠在空同完成的情況，并且該方法信息傳遞量大，耦合性強(qiáng)，實(shí)間規(guī)模較大的情況下進(jìn)行，但也存在著效率不高的缺陷。蟻群算法是DorigoM等人于1991年首次提出，并收稿13期：2010—11—19修回13期：2010—12—15應(yīng)用于TSP問(wèn)題，它是對(duì)自然界中真實(shí)蟻群覓食機(jī)制基金項(xiàng)目：航空科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2009ZC52041)作者簡(jiǎn)介：吳蕊(1987一)，女，陜西咸陽(yáng)人，碩士生，研究方向?yàn)闊o(wú)的模擬，通過(guò)引入啟發(fā)信息和基于
8、正反饋機(jī)制的信息人機(jī)協(xié)同航跡規(guī)劃。素更
