基于虚拟力的三维路径规划方法

摘要

现代飞行器应具备在给定任务和决策下自主规划出合理路径的能力,并能够在任务执行过程申,实时应对突发态势等不确定性因素,进行自主重规划。首先定义了三维路径规划问题,分析了指标的物理意义,然后根据大范围快速规划的需求,给出了一种新颖且实用的基于虚拟力的路径规划方法。虚拟力的定义中综合考虑了目标价值、平台能力、威胁类型,时间要求等因素,并引入辅助力的概念解决规划中可能存在的局部极小和震荡问题;采用一种速度规避的方法应对运动威胁源;为提高规划路径的可飞性,将虛拟力映射到三维网格上进行路径优化。针对多种态势的规划仿真验证了算法的快速性、合理性和应对不确定因素的自主性。