多约束条件下的无人机轨迹快速规划

吴成振，孙大运

（1.200093 上海市 上海理工大学 机械工程学院；2.200093 上海市 上海理工大学 医疗器械与食品学院）

0 引言

航空科学和现代信息技术的发展为无人机在现代战争中扮演重要角色提供了重要基础，而航路规划是实现无人机自主作战高效能的关键步骤，备受国内外学者的重视[1]。目前，无人机在民用领域的应用日渐广泛，比如无人机能够在抢险救灾、环境监测、精准农业生产、航空摄影等领域发挥巨大作用[2]。由于实际应用中复杂的飞行环境和约束条件，所以建立合理的规划模型和高效规划算法是无人机航迹快速规划的一个重要内容，其核心内容为在满足各项约束前提下，快速规划出无人机在目标任务下的最优航迹[3]。飞行航路规划的常见的约束条件有规划中的导航精度约束、威胁约束、飞行器物理性能约束等，其中的部分约束条件还是相互耦合的，因而多约束问题是航路规划的一个至关重要的问题[4]。由于无人机物理性能的限制，其定位系统会因飞行距离产生定位误差，如果定位误差累计超过系统允许的最大范围就会导致任务失败，所以，校正无人机的飞行过程产生的定位误差是无人机航迹规划中的一项重要任务。此外，飞行器在转弯过程中受到自身结构限制，其转弯过程必须存在合理的转弯半径，所以，在三维航迹规划过程中，空间圆弧轨迹的处理也是一大重点。

贪心算法是求解过程相对简单的算法，其思想是从待求解问题的初始状态出发，由当前每一步的局部最优决策得到该算法下的全局最优解[5]。……