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1、第23卷第3期宇航學(xué)報(bào)Vol.23No.32002年5月JournalofAstronauticsMay2002一種三維航跡快速搜索方法111122李春華,鄭昌文,周成平,丁明躍,袁鴻翼,金惠香(11華中科技大學(xué)圖像識別與人工智能研究所,圖像處理與智能控制國家教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,武漢430074;21中國航天科工集團(tuán)三院研發(fā)中心,北京100074)摘要:本文提出了基于SAS的自動(dòng)三維航跡規(guī)劃方法。該方法通過把約束條件結(jié)合到搜索算法中去,有效地減小了搜索空間,縮短了搜索時(shí)間,從而使三維規(guī)劃能夠用于實(shí)時(shí)航跡規(guī)劃。在
2、搜索過程中地形信息得到了充分利用,使算法生成的航跡能夠自動(dòng)回避地形和威脅。實(shí)驗(yàn)證明,該方法能夠快速有效地完成規(guī)劃任務(wù),獲得滿意的三維航跡。關(guān)鍵詞:稀疏A3搜索;地形回避;航跡規(guī)劃;三維航跡中圖分類號:TP27315文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:100021328(2002)0320013205Fastsearchalgorithmfor3D-routeplanning1111LIChun2hua,ZHENGChang2wen,ZHOUCheng2ping,DINGMing2yue,22YUANHong2yi,JIN
3、Hui2xiang(11InstituteforPatternRecognitionandArtificialIntelligence,StateEducationCommissionKeyLabforImageProcessingandIntelligentControlHuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074;21Research&DevelopmentCenterofthe3rdAcademyofCASIC,Beijing100074)Ab
4、stract:Thispaperproposedanapproachof3D2routeplanningbasedonSAS,whichexpandsnodesin32Denvironment.Thisapproachefficientlyprunesthesearchspaceandshortensthesearchtimebyincorporatingrouteconstrainsintosearchalgorithm,whichcanbeusedinreal2timerouteplanner.Durin
5、gthesearchprocess,terraininformationisfullyused,thereforetheroutegeneratedbytheplannercanavoidterrainandthreatautomatically.Theexperimentresultsdemonstratedthatthismethodcancompleteplanningmissionefficientlyandgetadesirableroute.Keywords:SparseA3search;Terr
6、ainavoidance;Routeplanning;3D2route索算法要獲得一條最優(yōu)路徑需要很長的收斂時(shí)間和0引言極大的內(nèi)存空間,對于實(shí)時(shí)應(yīng)用將是不現(xiàn)實(shí)的。無人飛行器的航跡規(guī)劃本質(zhì)上是在規(guī)劃空間為了縮短收斂時(shí)間和減小搜索空間,通常的方內(nèi),在給定的約束條件下尋找一條從起始點(diǎn)到目標(biāo)法大多只考慮在二維平面上的搜索。這些方法由于[1]點(diǎn)的最優(yōu)或可行的飛行軌跡。傳統(tǒng)的規(guī)劃方法是未能利用地形的高度信息,因而不能有效地進(jìn)行地基于預(yù)先確定的代價(jià)函數(shù)生成一條具有最小代價(jià)的形回避及利用地形進(jìn)行威脅回避。[2]路徑。然而,在
7、許多應(yīng)用中,這樣得到的最小代價(jià)路2000年,RobertJ.Szczerba等提出了一種改[2]徑不能滿足實(shí)際要求。在實(shí)際應(yīng)用中,航跡規(guī)劃需進(jìn)的A3算法,稱為稀疏A3算法(SAS)。該算法結(jié)要綜合考慮飛行器機(jī)動(dòng)性能、突防概率、碰地概率和合路徑約束有效地削減搜索空間到能夠?qū)崟r(shí)收斂并飛行時(shí)間等約束因素。同時(shí)由于飛行器航跡規(guī)劃的得到滿足要求的解,大大縮短了搜索時(shí)間,節(jié)省了內(nèi)規(guī)劃區(qū)域廣闊,形成一個(gè)巨大的搜索空間,通常的搜存空間,同時(shí)它允許在規(guī)劃過程中輸入不同的路徑收稿日期:2001211212,修回日期:200220
8、3220。14宇航學(xué)報(bào)第23卷約束并在某一任務(wù)期間改變這些參數(shù)的值。會(huì)需要比開始時(shí)更短的步長等等。RobertJ.Szczerba的方法雖然在一定條件下為了能夠得到滿足要求的航跡,把這些不同的能夠滿足實(shí)時(shí)應(yīng)用要求,但它也是在二維平面上進(jìn)約束條件結(jié)合到A3算法中去,從而得到一種可用行航跡搜索,因而有其不可克服的缺陷。本文在于三維航跡規(guī)劃的搜索方法。該方法能有效地減小SAS基礎(chǔ)之上,提出一種實(shí)時(shí)三維航跡
