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多架无人机攻击多目标的协同航迹规划算法研究

王健  
【摘要】: 随着航空科技的进步和军事斗争需求的牵引,无人机多机协同攻击多目标将成为未来战争的一种重要模式,多架无人机协同攻击多目标中的目标分配和航迹产生是多架无人机协同作战的关键技术。本文采用了以目标类型为主要属性的威胁评估方法,然后运用匈牙利算法对得到的威胁矩阵进行目标分配。对于满足无人机团队中各机同时到达目标这样一个特定的协同要求,本文提出了一种分解的方法,把高维优化问题分解成低维、计算量小、通讯数据少的问题。引入团队预计到达目标时间(Estimated Team Arrival time)作为协同变量,飞行路径的代价作为协同函数,通过协同函数传递各架飞机到达目标的时间范围。通过在协同规划层调整ETA,寻找到既能满足时间约束,又能使团队代价最小,且尽量使单架无人机的个体代价次最小的路径。在此基础上,运用基于最小时间的最优控制法对得到的几何路径进行平滑处理,使其成为可飞路径并且不改变路径长度。最后与无人机武器投放相结合,采用极坐标下对CCRP轰炸原理的炸弹弹道进行了解算,可以确定无人机攻击地面固定目标的武器投放点范围,进而有效提高目标爆炸点的精度。 本文对上述方法进行了仿真,仿真结果表明了所提出方法的正确性和可行性。


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