兵工学报 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (S2): 146-156.doi: 10.12382/bgxb.2023.0869
所属专题: 群体协同与自主技术
收稿日期:
2023-09-05
上线日期:
2024-01-10
通讯作者:
基金资助:
LU Ying, PANG Lichen, CHEN Yusi, SONG Wanying, FU Yanfang*()
Received:
2023-09-05
Online:
2024-01-10
摘要:
针对传统路径规划算法用于解决无人机战术路径规划问题时存在局部最优、慢收敛等问题,提出一种改进的群智能算法,以改变初始种群的更新方式,提升灰狼算法的全局寻优能力并加快其收敛速度。引入莱维飞行随机策略以及共生生物搜索算法,借助莱维飞行策略更新种群个体,利用共生生物搜索算法偏利共生阶段的交互性避免陷入局部最优问题。威胁建模是UAV路径规划的重要前提,对威胁物进行等效预处理,结合适应度函数检验算法。设计一种虚实映射仿真验证平台,通过以实映虚的手段验证算法的有效性。实验结果表明,改进后的算法改善了传统路径规划算法的局部最优和慢收敛等路径规划问题,对UAV作战能力的提升具有一定参考价值。
中图分类号:
卢颖, 庞黎晨, 陈雨思, 宋婉莹, 傅妍芳. 一种面向城市战的无人机路径规划群智能算法[J]. 兵工学报, 2023, 44(S2): 146-156.
LU Ying, PANG Lichen, CHEN Yusi, SONG Wanying, FU Yanfang. A Swarm Intelligence Algorithm for UAV Path Planning in Urban Warfare[J]. Acta Armamentarii, 2023, 44(S2): 146-156.
案例 | 威胁中心/m | 威胁半径/m | 高度/m |
---|---|---|---|
(350,100) | 80 | 500 | |
(200,600) | 150 | 800 | |
(600,150) | 100 | 500 | |
案例1 | (450,800) | 75 | 300 |
(680,400) | 120 | 500 | |
(850,600) | 70 | 750 | |
(150,250) | 80 | 700 | |
(750,800) | 100 | 1000 | |
(200,200) | 100 | 1000 | |
(380,450) | 150 | 1000 | |
(550,150) | 125 | 650 | |
案例2 | (250,750) | 150 | 800 |
(750,450) | 100 | 600 | |
(800,250) | 150 | 850 | |
(500,700) | 150 | 1000 | |
(800,850) | 100 | 750 |
表1 威胁区域信息
Table 1 Threat area information
案例 | 威胁中心/m | 威胁半径/m | 高度/m |
---|---|---|---|
(350,100) | 80 | 500 | |
(200,600) | 150 | 800 | |
(600,150) | 100 | 500 | |
案例1 | (450,800) | 75 | 300 |
(680,400) | 120 | 500 | |
(850,600) | 70 | 750 | |
(150,250) | 80 | 700 | |
(750,800) | 100 | 1000 | |
(200,200) | 100 | 1000 | |
(380,450) | 150 | 1000 | |
(550,150) | 125 | 650 | |
案例2 | (250,750) | 150 | 800 |
(750,450) | 100 | 600 | |
(800,250) | 150 | 850 | |
(500,700) | 150 | 1000 | |
(800,850) | 100 | 750 |
x轴运动轨迹误差 率平均值 | y轴运动轨迹误差 率平均值 | z轴运动轨迹误差 率平均值 |
---|---|---|
0.2494 | 0.2392 | 0.2420 |
表2 采样的真实、虚拟UAV各轴方向上的运动 轨迹误差率平均值
Table 2 Average error rate of motion trajectories of sampled real and virtual UAVs in each axis direction
x轴运动轨迹误差 率平均值 | y轴运动轨迹误差 率平均值 | z轴运动轨迹误差 率平均值 |
---|---|---|
0.2494 | 0.2392 | 0.2420 |
任务 目标点 | 起始点/m | 任务目 标点/m | 移动威胁运动 方向/(m·s-1) |
---|---|---|---|
1 | (0, 0, 0) | (81, 25, 10) | (0, 1, 0) |
2 | (0, 0, 0) | (55, 57, 20) | (1, 0, 0) |
3 | (0, 0, 0) | (85, 70, 4) | (0, 0, 1) |
表3 任务目标点信息
Table 3 Task target point information
任务 目标点 | 起始点/m | 任务目 标点/m | 移动威胁运动 方向/(m·s-1) |
---|---|---|---|
1 | (0, 0, 0) | (81, 25, 10) | (0, 1, 0) |
2 | (0, 0, 0) | (55, 57, 20) | (1, 0, 0) |
3 | (0, 0, 0) | (85, 70, 4) | (0, 0, 1) |
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