基于改进GWO的多无人机三维协同航迹规划 被引量：1

1

作者 焦健 纪元法 +2 位作者 孙希延 伍建辉 梁维彬 《计算机与现代化》 2024年第10期1-6,13,共7页

针对GWO算法求解多无人机协同航迹时存在协同性差、易陷入局部最优、收敛速度慢以及求解精度差的问题,提出一种基于改进GWO的多无人机三维协同航迹规划方法。首先,建立多无人机三维协同航迹规划数学模型,以消耗代价、高度代价、威胁代... 针对GWO算法求解多无人机协同航迹时存在协同性差、易陷入局部最优、收敛速度慢以及求解精度差的问题,提出一种基于改进GWO的多无人机三维协同航迹规划方法。首先,建立多无人机三维协同航迹规划数学模型,以消耗代价、高度代价、威胁代价、空间约束、时间约束5者的加权和以及惩罚项作为目标函数;其次,利用贪心算法和Tent映射相结合的方法来提高种群适应度,并保留种群的多样性来减小陷入局部最优的可能性;再改进收敛因子来提高算法收敛速度;然后,设计一种动态权重位置更新方法来提高算法的探索和开发能力;最后,将改进的GWO算法应用于多无人机航迹规划问题求解。与GWO算法和CSGWO算法对比的仿真结果表明,所提出的改进GWO算法在求解精度上分别提高了64.8%和16.7%,在收敛速度上分别提升了28.5%和25.4%,并且协同能力明显优于对比算法。 展开更多

关键词 协同航迹规划 GWO TENT映射 动态权重 多无人机

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基于协进化多子群蚁群算法的多无人作战飞机协同航迹规划研究 被引量：20

2

作者 苏菲 彭辉 沈林成 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1562-1568,共7页

协同航迹规划是有效提高多无人作战飞机(UCAV)协同作战效能的关键技术之一。分析了多UCAV协同航迹规划问题中的空间协同约束、时序约束以及任务时间约束,建立了基于"协同系数"的协同航迹性能评价指标;在此基础上,通过引入蚂... 协同航迹规划是有效提高多无人作战飞机(UCAV)协同作战效能的关键技术之一。分析了多UCAV协同航迹规划问题中的空间协同约束、时序约束以及任务时间约束,建立了基于"协同系数"的协同航迹性能评价指标;在此基础上,通过引入蚂蚁子群间的协同进化策略,并对蚁群算法状态转移规则、信息素更新机制进行了改进,设计并实现了基于协进化多子群蚁群算法的协同航迹规划算法。仿真实验结果表明:本文方法能够很好地处理多UCAV协同任务中的各类约束条件,是一种有效的协同航迹规划方法。 展开更多

关键词 运筹学 无人作战飞机 协进化 多子群 蚁群算法 协同航迹规划

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一种三维多UAV协同航迹规划的空间模糊文化算法 被引量：7

3

作者 赵明 赵玲玲 +2 位作者 苏小红 马培军 张彦航 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期29-34,共6页

针对多无人机在三维环境下航迹规划搜索空间大、多机协同困难等问题,提出一种基于空间模糊表示和差分进化相结合的文化算法.该方法首先用模糊集合表示三维空间网格点,提高关键路径点的被关注度;然后组合空间模糊信息、历史信息和协同信... 针对多无人机在三维环境下航迹规划搜索空间大、多机协同困难等问题,提出一种基于空间模糊表示和差分进化相结合的文化算法.该方法首先用模糊集合表示三维空间网格点,提高关键路径点的被关注度;然后组合空间模糊信息、历史信息和协同信息成为文化算法的信念空间,用以剪枝规划的搜索空间;在文化算法的种群空间则利用差分进化生成满足多机协同约束的优解,并用差分获得的未知领域知识扩展信念空间,保证进化种群的多样性;最后,通过共享信息促进知识的积累和修正搜索的方向.仿真实验表明,该方法提高了关键路径点选取的效率,能够探索空间中更多的未知区域,避免求解陷入局部最优,更符合多机协同的需求,有助于快速规划出多条可行的协同航迹. 展开更多

关键词 多无人机 空间模糊 文化算法 协同航迹规划 差分进化

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基于多目标优化算法的多无人机协同航迹规划 被引量：19

4

作者 周德云 王鹏飞 +1 位作者 李枭扬 张堃 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期782-787,共6页

多无人机协同航迹规划是无人机协同作战的关键技术之一。本文提出的一种针对多无人机协同航迹规划的多目标优化算法,即协同非支配排序进化算法(cooperated non-dominated sorting genetic algorithms-II,CO-NSGA-II),针对多架无人机的... 多无人机协同航迹规划是无人机协同作战的关键技术之一。本文提出的一种针对多无人机协同航迹规划的多目标优化算法,即协同非支配排序进化算法(cooperated non-dominated sorting genetic algorithms-II,CO-NSGA-II),针对多架无人机的航迹距离、安全性、时间以及空间的协同性进行规划。运用多目标优化算法,克服了传统航迹规划中需要为各目标函数取权值的不足,并且可以生成多组可供选择的解。同时引入协同进化策略,将各无人机的航迹规划视作子种群,各子种群间进行合作,子种群内采用非支配排序进化算法(non-dominated sorting genetic algorithms-II,NSGA-II)进行独立优化。考虑到各机间的协同约束,用时间空间协同系数替代传统算法中的"拥挤距离"参数。仿真结果表明通过本文算法能够有效实现多无人机协同航迹规划。 展开更多

关键词 多无人机 协同航迹规划 协同非支配排序进化算法 多目标优化 协同进化

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无人机在线协同航迹规划时序问题 被引量：8

5

作者 曾佳 申功璋 杨凌宇 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期334-338,共5页

提出了一种满足时序约束的无人机在线协同航迹规划方法。首先采用按时间推进的协同规划机制解决了在线协同规划中信息交互存在时间间隔的问题;其次通过设计协同函数,采用自主分布计算协同变量的方法解决其时序问题,实现了协同无人机按... 提出了一种满足时序约束的无人机在线协同航迹规划方法。首先采用按时间推进的协同规划机制解决了在线协同规划中信息交互存在时间间隔的问题;其次通过设计协同函数,采用自主分布计算协同变量的方法解决其时序问题,实现了协同无人机按照指定时间间隔先后达到目标区域。仿真选取同时到达和按等时间间隔到达两类典型时序问题,结果表明该方法可以快速生成符合协同时序要求的协同航迹,且满足实时性要求。 展开更多

关键词 无人机 协同航迹规划 时序问题 在线规划

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MP-GWO算法在多UCAV协同航迹规划中的应用 被引量：8

6

作者 周瑞 黄长强 +1 位作者 魏政磊 赵克新 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2017年第5期24-29,共6页

多无人作战飞机(UCAV)协同航迹规划是多UCAV协同作战的重要组成部分,对协同作战的结果有很多的指引作用。多UCAV协同航迹规划属于多峰值优化函数求解问题,其求解稳定性比较差。为解决多UCAV协同航迹规划求解稳定性较差的问题,首先在对... 多无人作战飞机(UCAV)协同航迹规划是多UCAV协同作战的重要组成部分,对协同作战的结果有很多的指引作用。多UCAV协同航迹规划属于多峰值优化函数求解问题,其求解稳定性比较差。为解决多UCAV协同航迹规划求解稳定性较差的问题,首先在对影响多机协同约束条件研究分析的基础上,结合单机航迹规划求解中的核心指标,建立了多UCAV协同航迹优化函数;其次利用多种群灰狼算法(MP-GWO)在求解多峰值优化函数问题上比较稳定的特点进行求解,最后将MP-GWO分别与GWO算法、EA算法和在新增威胁环境下的求解结果相比较来验证算法的优越可行性。仿真结果表明,MP-GWO算法对多峰值问题具有求解稳定性,能够适应突发威胁环境下的求解。 展开更多

关键词 多无人作战飞机 协同航迹规划 多种群灰狼算法 多峰值优化函数

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多无人机协同航迹规划技术研究 被引量：11

7

作者 程晓明 曹东 李春涛 《航空计算技术》 2014年第4期71-75,共5页

多无人机协同航迹规划是多无人机协同控制的重要组成部分。多无人机协同航迹规划能得到满足安全性、协同性和任务要求的较优航迹,这对提高无人机系统性能有重要的意义。介绍了多无人机协同航迹规划的问题描述和求解结构,总结了在协同规... 多无人机协同航迹规划是多无人机协同控制的重要组成部分。多无人机协同航迹规划能得到满足安全性、协同性和任务要求的较优航迹,这对提高无人机系统性能有重要的意义。介绍了多无人机协同航迹规划的问题描述和求解结构,总结了在协同规划问题中的约束条件和航迹协调方法,着重阐述了几种在多无人机编队中常用的控制方法。在此基础上,对未来可能的研究方向进行了展望。 展开更多

关键词 无人机 协同航迹规划 航迹协调 编队控制

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带集结区的协同航迹规划方法研究 被引量：1

8

作者 陈昭 王长青 +2 位作者 周其忠 傅阳光 周成平 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期256-259,264,共5页

通过调控飞行器在各个航迹段的速度,提出了一种基于进化算法的带集结区的多飞行器协同航迹规划方法。该方法通过将协同时间误差引入进化算法的代价函数中,使得规划出来的航迹能够满足集结区的时间和空间约束,同时使得协同到达目标点时... 通过调控飞行器在各个航迹段的速度,提出了一种基于进化算法的带集结区的多飞行器协同航迹规划方法。该方法通过将协同时间误差引入进化算法的代价函数中,使得规划出来的航迹能够满足集结区的时间和空间约束,同时使得协同到达目标点时间误差尽可能小。仿真实验结果表明该方法能够达到很好的效果。 展开更多

关键词 集结区 进化算法 速度调控 协同航迹规划

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基于EMRP算法的多UAV协同航迹规划 被引量：1

9

作者 张亮 鲁艺 +3 位作者 徐安 胡智先 周帅 何海波 《电光与控制》 北大核心 2011年第2期34-38,59,共6页

为解决作战环境中的多无人机协同航迹规划问题,提出一种基于层次分解策略的航迹规划方法。通过骨架化算法生成规划空间,利用基于进化计算的多航迹规划(EMRP)算法为各UAV找到K条备用航迹,实现了利用EMRP算法与数学形态学相结合解决多UAV... 为解决作战环境中的多无人机协同航迹规划问题,提出一种基于层次分解策略的航迹规划方法。通过骨架化算法生成规划空间,利用基于进化计算的多航迹规划(EMRP)算法为各UAV找到K条备用航迹,实现了利用EMRP算法与数学形态学相结合解决多UAV协同航迹规划问题,并对生成的初始航迹进行平滑处理,得到满足UAV机动要求的可行航迹。然后建立协同模型,为各无人机规划出既能满足时间协同要求,又能满足整体代价最优的可行航迹。仿真表明了该种方法的可行性。 展开更多

关键词 多无人机 航迹规划 EMRP算法 协同航迹规划

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一种多飞行器协同航迹规划的新方法 被引量：1

10

作者 汲万峰 王光源 +1 位作者 孙钧正 赵明 《控制工程》 CSCD 北大核心 2013年第3期419-422,430,共5页

在综合考虑飞行器编队的飞行代价和作战效果的基础上,提出了一种多飞行器协同航迹规划的新思路,将飞行器编队的协同航迹规划与任务分配结合起来考虑,研究基于任务分配的多飞行器协同航迹规划方法。对传统的飞行器航迹规划模型加以改进,... 在综合考虑飞行器编队的飞行代价和作战效果的基础上,提出了一种多飞行器协同航迹规划的新思路,将飞行器编队的协同航迹规划与任务分配结合起来考虑,研究基于任务分配的多飞行器协同航迹规划方法。对传统的飞行器航迹规划模型加以改进,重新建立了结合任务分配的飞行器编队协同航迹规划模型。运用遗传算法对构建的航迹规划模型进行仿真验证,结果表明,基于任务分配的飞行器编队协同航迹规划方法,不仅能保证各飞行器选择合理的协同航迹,也使得作战任务可以获得最佳作战效果,有效的提高编队作战的效费比。 展开更多

关键词 多飞行器 协同航迹规划 任务分配

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基于分段贝塞尔曲线的多导弹协同航迹规划 被引量：7

11

作者 王晓芳 柴劲 周健 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第10期2317-2324,共8页

针对多导弹在保证自身生存能力的前提下对目标进行协同打击的问题,提出一种能够使多导弹回避威胁区、避免弹间碰撞、从指定的方向同时攻击目标的协同航迹规划方法。建立导弹的三次贝塞尔曲线航迹模型,考虑导弹的初始发射角、末端攻击角... 针对多导弹在保证自身生存能力的前提下对目标进行协同打击的问题,提出一种能够使多导弹回避威胁区、避免弹间碰撞、从指定的方向同时攻击目标的协同航迹规划方法。建立导弹的三次贝塞尔曲线航迹模型,考虑导弹的初始发射角、末端攻击角、过载等多种约束,以表示贝塞尔曲线控制点位置的量作为设计变量,以分段航迹最短为性能指标函数,通过优化得到最优分段航迹。根据战场的威胁区的位置和大小,设计了航迹节点选取规则,并与分段航迹优化方法相结合得到了满足威胁回避要求、过载及攻击角度约束的航迹。在各导弹速度相同的前提下,选定最长航迹对应时间为理想攻击时间,其余航迹按比例扩展以与最长航迹的长度相等,从而实现攻击时间的一致。对协同航迹时空安全性进行检测并提出了对不安全航迹的调整方法。仿真结果表明了本算法的有效性。 展开更多

关键词 多导弹 协同航迹规划 贝塞尔曲线 攻击角度 攻击时间

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基于K路径算法的多无人机协同航迹规划 被引量：3

12

作者 刘宇坤 谢军 《微计算机信息》 北大核心 2008年第24期208-209,108,共3页

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,首先采用K路径算法实现了无人机的多航迹规划,然后采用速度控制和K路径算法相结合的办法实现了各无人机之间的时间协同。对整个协同航迹规划问题,采用一种分散式求解方法,... 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,首先采用K路径算法实现了无人机的多航迹规划,然后采用速度控制和K路径算法相结合的办法实现了各无人机之间的时间协同。对整个协同航迹规划问题,采用一种分散式求解方法,把高维优化问题分解成低维、计算量小、通讯数据少的问题。 展开更多

关键词 无人机 K路径算法 VORONOI图 协同航迹规划

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基于模型预测控制的无人机时空协同航迹规划 被引量：2

13

作者 顾海艳 陈亮 王多点 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2021年第23期270-279,共10页

为了求解同时实现空间协同和时间协同的多无人机时空协同问题,提出了基于分布式模型预测控制的多无人机在线协同航迹规划的方法。建立了由MPC(Model Predictive Control,)控制器、空间协同模块和时间协同模块组成的多无人机分布式时空... 为了求解同时实现空间协同和时间协同的多无人机时空协同问题,提出了基于分布式模型预测控制的多无人机在线协同航迹规划的方法。建立了由MPC(Model Predictive Control,)控制器、空间协同模块和时间协同模块组成的多无人机分布式时空协同航迹规划框架结构。MPC将时空协同问题转化为滚动优化问题,优先级的方法实现了空间协同和时间协同的解耦,同时改进了碰撞冲突消解规则,并设计了时间冲突消解规则,解决了分布式时空协同问题的动作一致性问题。仿真实验表明,该方法可以有效地实现多无人时空协同航迹规划。 展开更多

关键词 模型预测控制 多无人机 协同航迹规划 冲突消解

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基于PH曲线的多无人飞行器协同航迹规划研究 被引量：1

14

作者 韩庆田 张毅 《航空计算技术》 2017年第1期14-17,共4页

随着无人飞行器智能化的发展,如何使其在动态环境下避开运动威胁,并能协同以规定的时间和角度进行攻击,从而顺利完成作战任务成为研究热点。基于Pythagorean Hodograph(PH)曲线进行在线航迹规划,提出了分布估计算法和差分进化算法相结... 随着无人飞行器智能化的发展,如何使其在动态环境下避开运动威胁,并能协同以规定的时间和角度进行攻击,从而顺利完成作战任务成为研究热点。基于Pythagorean Hodograph(PH)曲线进行在线航迹规划,提出了分布估计算法和差分进化算法相结合的方法进行航迹参数寻优,并给出了在线避障多无人飞行器协同航迹规划方法,仿真试验结果表明加入速度预测的多无人飞行器协同航迹规划方法的有效性。 展开更多

关键词 多无人飞行器 PH曲线 协同航迹规划 优化算法

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基于PSO-HJ算法的多无人机协同航迹规划方法 被引量：16

15

作者 单文昭 崔乃刚 +2 位作者 黄蓓 王小刚 白瑜亮 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期122-128,共7页

针对多无人机协同航迹求解计算量大、难以收敛等问题,提出了一种基于粒子群优化和Hook-Jeeves (PSO-HJ)搜索算法相融合的多无人机时间协同三维航迹规划方法。首先,建立了单无人机航迹规划求解模型。然后,通过对适应度评价函数值低的粒... 针对多无人机协同航迹求解计算量大、难以收敛等问题,提出了一种基于粒子群优化和Hook-Jeeves (PSO-HJ)搜索算法相融合的多无人机时间协同三维航迹规划方法。首先,建立了单无人机航迹规划求解模型。然后,通过对适应度评价函数值低的粒子引入Hooke-Jeeves搜索算法,提高了粒子多样性,改善了航迹规划算法收敛性;对不满足约束的粒子引入约束违反度函数,基于比较准则提出了一种新的粒子评价机制,促进粒子搜索位于约束边界的最优解,加快了航迹规划算法的计算效率。最后,设计了一种多无人机时间协同航迹规划求解算法,利用PSO-HJ算法先分别求解单无人机航迹信息,通过多无人机集中航迹规划层协调到达时间实现协同航迹规划。仿真结果表明,PSO-HJ算法的精度比量子粒子群(QPSO)算法精度提高了20.85%,比PSO算法精度提高了58.14%,更适用解决实际复杂的多机协同规划问题。 展开更多

关键词 多无人机 粒子群算法 协同航迹规划 协同变量

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基于Gauss伪谱法的多UAV协同航迹规划 被引量：26

16

作者 白瑞光 孙鑫 +1 位作者 陈秋双 全雄文 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1022-1029,共8页

将伪谱法应用于多无人飞行器(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)协同航迹规划,给出了基于Gauss伪谱法(Gauss Pseudospectral Method,GPM)的多UAV协同航迹规划方法。根据UAV的物理特性,结合协同规划的要求,建立了多UAV协同规划的最优控制模... 将伪谱法应用于多无人飞行器(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)协同航迹规划,给出了基于Gauss伪谱法(Gauss Pseudospectral Method,GPM)的多UAV协同航迹规划方法。根据UAV的物理特性,结合协同规划的要求,建立了多UAV协同规划的最优控制模型。此模型包括UAV机动性能约束、路径约束、多UAV协同打击约束和集结区约束;利用GPM将最优控制问题转化为非线性规划问题,并用非线性规划软件求解。仿真结果表明,该方法能够满足多UAV的协同规划要求,具有较高的求解精度。 展开更多

关键词 伪谱法 无人飞行器 协同航迹规划

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多约束条件下无人艇和无人机集群协同航迹规划 被引量：10

17

作者 侯岳奇 陶浩 +2 位作者 龚俊斌 梁晓龙 张诺 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2021年第1期74-82,共9页

[目的]为实现海上无人集群在执行任务过程中的安全航行和通信保持,开展无人艇(USV)和无人机(UAV)集群协同航迹规划问题的研究。[方法]采用禁入和禁出地理围栏进行场景建模,将规避威胁和障碍问题转化为地理围栏约束。针对平台之间的碰撞... [目的]为实现海上无人集群在执行任务过程中的安全航行和通信保持,开展无人艇(USV)和无人机(UAV)集群协同航迹规划问题的研究。[方法]采用禁入和禁出地理围栏进行场景建模,将规避威胁和障碍问题转化为地理围栏约束。针对平台之间的碰撞冲突和通信连接问题,提出基于时序检测的碰撞冲突和通信保持约束判断准则。以集群平均航行时间为航迹优化函数,将多约束条件转化为惩罚函数,采用自适应差分进化算法进行优化求解。[结果]仿真结果表明,所提方法能够在威胁和障碍环境中保持无人艇和无人机集群的安全航行和通信连接,并在满足多约束的条件下实现集群平均航行时间最短。[结论]该方法可用于海上无人集群面对威胁和障碍环境时的离线航迹规划,具有一定的应用价值。 展开更多

关键词 无人艇 无人机 海上无人集群 协同航迹规划

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基于NSGA-Ⅲ算法的多无人机协同航迹规划 被引量：10

18

作者 袁梦顺 陈谋 吴庆宪 《吉林大学学报（信息科学版）》 CAS 2021年第3期295-302,共8页

当多架无人机协同作战时,需要进行协同航迹规划,以提升任务成功率。将协同航迹规划中的约束转换为多个目标后,对NSGA(Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm)-Ⅲ算法与势场蚁群算法进行融合设计。算法首先对地图进行势场构建,使距离... 当多架无人机协同作战时,需要进行协同航迹规划,以提升任务成功率。将协同航迹规划中的约束转换为多个目标后,对NSGA(Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm)-Ⅲ算法与势场蚁群算法进行融合设计。算法首先对地图进行势场构建,使距离障碍物较近的节点不易被选择,并且引导搜索方向。然后对航迹代价、空间协同约束和时间协同约束进行数学建模,转换为数值指标,并设置为NSGA-Ⅲ算法的多个目标。对NSGA-Ⅲ算法设计了临界层选择方法和进化算法等。最后在二维和三维栅格地图中,改进NSGA-Ⅲ算法利用各种群为各无人机搜索出期望的航迹。仿真实验表明,规划所得到的各无人机航迹安全且代价较小。 展开更多

关键词 多无人机 协同航迹规划 NSGA-Ⅲ算法 势场蚁群算法

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基于遗传算法的协同航迹规划算法研究 被引量：1

19

作者 赵庆璐 周成平 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2014年第1期46-50,共5页

文中针对无人飞行器的协同航迹规划,提出了一种基于遗传算法的协同航迹规划算法。该算法采用双层进化机制,不同的飞行器生成各自的可行航迹种群用于下层进化;对不同飞行器的可行航迹进行组合形成协同航迹组种群用于上层进化。实验表明,... 文中针对无人飞行器的协同航迹规划,提出了一种基于遗传算法的协同航迹规划算法。该算法采用双层进化机制,不同的飞行器生成各自的可行航迹种群用于下层进化;对不同飞行器的可行航迹进行组合形成协同航迹组种群用于上层进化。实验表明,该算法能够在较短的时间内规划出较优的协同航迹组;同时,由于下层进化中利用了状态表征矩阵和新的引导信息,使得收敛速度比标准遗传算法更快。 展开更多

关键词 无人飞行器 遗传算法 协同航迹规划 状态表征矩阵

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基于改进领航跟随法的多机协同航迹规划 被引量：2

20

作者 詹强 王闯 《无线通信技术》 2016年第3期23-27,共5页

航迹规划是实现无人机高效任务管理的关键环节之一。针对队形保持的多无人机协同航迹规划问题,引入队形力这一概念,对传统领航跟随法进行改进,提出了一种基于领航跟随法和人工势场法相结合的多机协同航迹规划算法,并利用MATLAB软件对上... 航迹规划是实现无人机高效任务管理的关键环节之一。针对队形保持的多无人机协同航迹规划问题,引入队形力这一概念,对传统领航跟随法进行改进,提出了一种基于领航跟随法和人工势场法相结合的多机协同航迹规划算法,并利用MATLAB软件对上述算法进行了仿真实验,验证了此算法的正确性。 展开更多

关键词 无人机 协同航迹规划 人工势场法 队形保持 领航跟随法

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