基本信息
作 者：丁明躍 等 著出 版 社：電子工業出版社ISBN：9787121075865出版時間：2009-01-
內容簡介
飛行器航跡規劃是實現飛行器自動導航的一項關鍵技術，是人工智慧及導航與制導領域中的重要研究方向之一。本書結合作者的研究工作，系統、深入地介紹了無人飛行器航跡規劃的概念、理論及方法。主要內容包括航跡規劃建模、飛行器離線航跡規劃、飛行器線上航跡規劃、多飛行器協調航跡規劃、航跡規劃中的地形/景象匹配以及採用GPS導航的規劃方法等多個方面。適合於航跡規劃領域的科研工作者和工程技術人員作為參考資料，也適合於人工智慧及導航與制導相關專業的碩士、博士研究生作業參考書。
目錄
第1章 緒論
1.1 航跡規劃研究的背景和意義
1.2 無人飛行器航跡規劃綜述
1.2.1 無人飛行器航跡規劃問題
1.2.2 常用的航跡規劃方法
1.2.3 傳統航跡規划算法存在的問題
1.3 本書的主要內容和安排
第2章 無人飛行器航跡規劃建模
2.1 規劃空間表示方法
2.2 飛行航跡的表示方法
2.3 航跡代價
2.3.1 代價函式的選取
2.3.2 權係數的確定
2.4 巡航飛彈航跡規劃模型
2.4.1 巡航飛彈簡介
2.4.2 航跡規劃模型
2.4.3 航跡的表示
2.4.4 航跡的約束條件
2.4.5 航跡評價
2.5 本章小結
第3章 離線航跡規劃方法
3.1 稀疏A*搜尋算法
3.1.1 航跡節點的擴展
3.1.2 算法描述
3.1.3 實驗結果分析
3.2 基於飛行路線圖的自適應航跡規劃
3.2.1 隨機路線圖方法
3.2.2 基於PRM方法的飛行路線圖
3.2.3 航跡再規劃原理
3.2.4 威脅/任務自適應航跡規劃方法
3.2.5 仿真結果與分析
3.3 基於進化計算的航跡規劃方法
3.3.1 進化計算
3.3.2 基於進化計算的航跡規劃方法——ERP
3.3.3 實驗結果分析
3.4 本章小結
第4章 線上航跡規劃方法
4.1 無人飛行器線上實時航跡規劃方法
4.1.1 節點的擴展與啟發式信息
4.1.2 算法描述
4.1.3 算法收斂性證明
4.1.4 算法改進
4.1.5 模擬實驗結果
4.2 針對運動目標的飛行器線上航跡搜尋算法
4.2.1 節點的擴展與啟發式信息
4.2.2 算法描述
4.2.3 收斂性分析
4.2.4 算法改進
4.2.5 實驗結果分析
4.3 基於可行優先準則的實時航跡規劃方法
4.3.1 問題描述
4.3.2 引導點集
4.3.3 遺傳算法獲得引導點集
4.3.4 ffs算法的實現
4.3.5 改進局部航跡的三維規劃
4.3.6 飛行狀態保持
4.3.7 動態格線
4.3.8 目標引導點
4.3.9 實驗結果與分析
4.4 本章小結
第5章 無人飛行器多航跡規劃方法與協同航跡規劃
5.1 多峰值函式最佳化與進化計算
5.2 K-均值聚類
5.3 基於進化計算的UAV多航跡規劃方法
5.3.1 多種群進化算法
5.3.2 UAV多航跡規劃方法
5.3.3 實驗結果分析
5.4 基於時間協同的多航跡規劃方法
5.4.1 協同航程
5.4.2 協同代價函式
5.4.3 協同航跡搜尋
5.4.4 實驗結果與分析
5.5 多飛行器協調航跡規劃
5.5.1 多UAV協調航跡規劃問題描述
5.5.2 協同進化計算簡介
5.5.3 多UAV協調航跡規划進化算法——CCRP
5.5.4 實驗結果分析
5.6 本章小結
第6章 多飛行器任務分配
6.1 UAV任務分配的數學模型
6.1.1 UAV任務分配問題描述
6.1.2 UAV任務分配中的約束條件
6.1.3 UAV任務分配的數學模型
6.2 UAV任務分配的群論基礎
6.2.1 群的基本概念
6.2.2 確定性方法與交換群
6.2.3 啟發式算法與對稱群
6.3 基於對稱群的鄰域構造方法
6.3.1 鄰域搜尋中解的形式
6.3.2 鄰域定義的基本形式
6.3.3 鄰域構造方法
6.4 基於對稱群的混合搜尋策略
6.4.1 超啟發式算法的集中性與多樣性分析
6.4.2 進化計算與禁忌搜尋的結合
6.4.3 群論與禁忌搜尋的結合
6.5 UAV任務分配算法
6.5.1 編碼方式
6.5.2 適應值函式
6.5.3 進化操作
6.5.4 算法小結
6.6 動態環境中的UAV任務分配
6.6.1 任務執行中的動態環境
6.6.2 UAV任務再分配的一般策略
6.6.3 新增任務時的任務再分配算法
6.6.4 UAV失效時的任務再分配算法
6.7 仿真結果分析
6.7.1 仿真環境
6.7.2 靜態任務分配實驗
6.7.3 動態任務分配實驗
6.8 本章小結
第7章 戰斧式巡航飛彈及其航跡規劃系統
7.1 戰斧式巡航飛彈簡介
7.2 戰斧式巡航飛彈發展歷程
7.2.1 BGM-109 Block I 戰斧系列巡航飛彈
7.2.2 BGM-109 Block II 戰斧系列巡航飛彈
7.2.3 BGM-109 Block III 戰斧系列巡航飛彈
7.2.4 BGM-109 BLOCK IV
7.2.5 BGM-109 BLOCK IV + 戰術戰斧
7.3 戰斧式巡航飛彈航跡規劃系統發展歷程
7.3.1 戰區任務規劃中心
7.3.2 BlockIII任務規劃系統改進型
7.3.3 戰術戰斧任務規劃系統
7.4 結束語
參考文獻
前言
無人飛行器（unmanned Aerial Vehicles）是指在大氣層內或大氣層外空間（太空）飛行的無人機、無人飛艇、飛彈等飛行物。與有人駕駛或者遙控飛行器不同，無人飛行器具有自動起降（發射）、自動駕駛、自動導航、自動快速準確定位、自動信息採集與傳送等多項功能，特別適合代替人在危險、惡劣和極限的環境下完成特定的工作和任務，因此在軍事、測繪、航空航天、商業等領域有著廣泛套用。
無人飛行器在完成任務過程中，需要對如何有效、安全地完成自己的任務過程進行規劃，這就是所謂的任務規劃（Mission Planning）。在任務規划過程中，最重要、也是最複雜的就是為無人飛行器規劃出一條完成飛行任務所需要的飛行航跡，即無人飛行器航跡規劃（Route Planning for Unmanned Aerial Vehicles）。在無人飛行器，特別是飛彈，如巡航飛彈的航跡規划過程中，不僅需要考慮發射區、目標區的各種信息，對於飛行器途中飛過的區域也要滿足一定的條件限制。這些限制不僅包括威脅區、禁飛區、障礙區等地理與作戰信息，還必須包括飛行器自身的各種飛行限制性條件，比如匹配區、導航點、最小轉彎半徑和最低飛行高度等。對於飛彈而言，在實際使用過程中，為了達到特定的目的，如為了達到突防和飽和攻擊的目的，還必須考慮多航跡規劃、協調航跡規劃等問題，以最大限度地發揮無人飛行器的功效。
