基于改进人工势场法的维修分队机动路线规划方法*

豆超勇,古 平

(1.陆军工程大学石家庄校区,河北 石家庄 050003;2.中国人民解放军73087部队,江苏 徐州 221000)

装备维修保障分队是部队完成装备维修保障任务的主体,也是部队完成装备维修保障任务的中坚力量和具体操作者,地位与作用非常重要。科学合理地维修分队机动路线规划可以有效缩短机动时间,提升其维修效能,具有重要意义[1-2]。

路线规划问题一直都是人们研究的热点。目前运用比较多的方法有蚁群算法、遗传算法等,但其收敛速度相对较慢且规划路线相对较长,无法满足现代化战争对维修分队迅速、高效的机动路线的规划要求[3-4]。人工势场法具有对环境适应性强、鲁棒性好且计算简洁、快速的优点,在机动路线规划方面具有很广泛的应用前景。但传统人工势场法存在目标不可达和局部最小值等问题,使得该方法的应用受限[5-7]。本文在研究维修分队机动路线规划的时候对传统人工势场法进行了改进,解决了目标不可达和局部最小值的问题,对装备维修保障系统中装备维修保障分队的建模与仿真具有积极意义。

1 传统人工势场法

人工势场法(Artificial Potential Field, APF)是美国斯坦福大学的Khatib教授在1986年提出的一种用于解决机器人、无人机等智能体运动路线规划问题的虚拟力场方法。其基本思想是把智能体的运动环境抽象为目标点产生的引力势场和障碍物产生的斥力势场构成的势场空间,在这个空间中,智能体分别受到障碍物的斥力和目标点的引力,并在这两种力的共同作用下向目标点的方向运动,最终到达目标点位置[8]。……