基于骨架提取的飞行器航迹实时重规划法

陈怀民 方泰淙 段晓军

摘 要： 随着低空防御系统的不断完善，飞行器成功突防的安全性越来越低。该文旨在解决动态航迹规划问题。首先根据飞行器自身飞行约束条件和高程数字地图信息，利用地形特征，将相对平坦的山谷地形提取出来，建立骨架，作为航迹规划的参考。然后，根据航迹策略，飞行器在地面起飞前通过寻路算法快速制定一条可飞的航迹，在空中作战遇到突发威胁时，也能够快速重规划出一条可飞航迹。仿真实验结果证明了该算法费时短并且实时性高。

关键词： 飞行器； 数字地图； 骨架提取； 航迹规划； 寻路算法； 可飞航迹

中图分类号： TN967.6?34； V249 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2018）16?0127?05

Abstract： With the continuous improvement of the low?altitude defense system， the security of successful aircraft penetration is becoming lower and lower. Therefore， the dynamic track planning problem is addressed in this paper. According to the flight constraint condition of the aircraft and the information of the elevation digital map， the relatively flat valley terrain is extracted based on the terrain feature， so as to establish the skeleton as a reference for the flight track planning. According to the track strategy， a flyable track is rapidly determined before the aircraft takes off from the ground by using the pathfinding algorithm， and the flyable track can be quickly replanned when the aircraft encounters an unexpected threat during the air combat. The results of the simulation experiment show that the algorithm has short time?consumption and high real?time performance.

Keywords： aircraft； digital map； skeleton extraction； track planning； pathfinding algorithm； flyable track

0 引 言

随着科技的不断进步，现代化战争的防御系统也日益完善，而飞行器成功从敌方势力范围突防的可能性却不断降低。飞行器作低空和超低空突防时，由于地形遮蔽和地面杂波的干扰使得飞行器不易被地面雷达发现，完成作战任务的可能性更强。因此，低空和超低空突防在现代化战争中的优势很大，并逐渐成为现代战争中完成突防的主要作战方式。地形跟随、地形回避技术根据自身的地形地貌，利用导航系统来寻找最适合的飞行航迹路径。地形跟随、地形回避技术也极大地提高了飞行器的突防能力和生存能力，其中航迹规划是核心技术。航迹规划分为静态航迹和动态航迹。本文首先通过灌水操作将梯度变化较大的山脊进行预处理操作，然后通过二值分法进行骨架化处理，再通过中柱转换提取骨架，最后通过模拟火种燃烧的算法找出可飞的航迹路径。……