地形跟踪/地形回避飞行器航迹优化

提出了一种新的地形跟踪 /地形回避 ( TF/TA)飞行器航迹优化方法 ,该方法将地形、威胁和障碍综合在一起用特定的地形模型来描述 ,并通过将地形模型与飞行器运动方程有机结合 ,使有约束最优控制问题转化为无约束最优控制问题。最后利用极大值原理给出了航迹优化算法 。

一种实用的地形回避/地形跟踪算法

给出了一套地形回避/地形跟踪算法,即动态规划法与线性规划算法,根据即时的飞行任务、地形数据、威胁区信息与天气情况等,可以实时在线地规划出有人驾驶或无人自主控制的飞行器的三维最优飞行轨迹。该算法与软件包在F-16战机的地形回避/地形跟踪系统的升级改造中得到了成功应用。

基于序列红外图像探测的地形跟踪/地形回避技术

地形跟踪/地形回避是新一代低空突防技术,能充分利用地形掩蔽提高飞行器的生存能力。提出了基于序列红外图像探测的地形跟踪/地形回避技术。给出了系统原理、组成与结构。分析和研究了基于前视图像序列的障碍物实时探测技术,给出了具体的障碍物提取算法和障碍物轮廓尺寸距离解算方法。在此基础上研究了基于障碍物探测的实时地形跟踪/地形回避策略,组成了完整的基于序列红外图像探测的地形跟踪/地形回避控制系统,具有良好的应用前景。

BTT导弹地形跟踪/地形回避控制器设计方法

针对倾斜转弯(BTT)导弹地形跟踪/地形回避控制任务,在弹体坐标系下建立了导弹的动力学数学模型,将滚转通道独立解耦,俯仰-偏航通道耦合设计;依据H_∞混合灵敏度理论,设计了俯仰-偏航通道过载控制器和滚转通道滚转角控制器;通过六自由度非线性仿真,验证了设计方法的有效性。

用于地形跟踪回避的一种最佳路径算法

提出了一套用于数字地形图中求取最佳路径的算法。算法的核心是改进的动态规划算法，同时还用到图像和图形处理中的一些算法，如图像的膨胀，图形的扫描线转换。分析了算法的计算复杂度，包括时间和空间复杂度。该算法的适应性和稳定性较好，在大多数的情况下能给出符合实际的结果算法还加入了最大爬升角和最小转弯半径这两个飞机机动参数。作为一套完整的考虑飞机机动参数的算法，具有高效稳定和符合实际的特点。

地形跟随/地形回避实时仿真系统的设计与实现

为了验证低空突防系统中的地形跟随/地形回避关键技术,设计了一套分布式实时仿真系统。该系统由主控机、地形跟随/地形回避(TF/TA)计算机和视景演示计算机组成。TF/TA计算机采用先进的嵌入式实时操作系统VxWorks进行TF/TA飞行轨迹规划,实时地形匹配,以及模拟雷达的实时数据生成。该系统可以验证算法,模拟飞机在空中飞行的实际效果,为TF/TA系统的试飞验证提供必要准备。

地形跟随/地形回避雷达数学模型的实现

综合地形跟踪/地形回避(TF/TA)是新一代低空突防技术,它能充分利用地形掩蔽提高飞行器生存能力,其核心部分是地形雷达,它的主要功能是获取精确的地形数据。本文通过分析雷达功能,参照其工作原理,设计出了该雷达的数学模型,并运用面向对象技术对其进行了实现。

基于地形回避技术的无人机航路规划

以地形回避为基础,在分析无人机性能及A*算法基础上,提出了一种局部最优节点搜索方法,从而对A*算法进行稀疏化改进处理,并将该算法与数字地图相结合进行仿真计算。仿真结果表明,该算法能满足无人机飞行的各种条件,计算速度快,规划航路可满足最优性和可飞性。

基于能量构型的一种有效的地形回避算法

基于能量构型的思想提出一种控制算法有效的解决了飞行器飞往目标区域过程中地形回避问题。首先,通过构造抛物线形式的势能函数得到连续有界的控制力使飞行器自主飞往目标区域,再通过叠加高斯形式的势能函数避免飞行器路过威胁区域,同时可以避免群体飞行器之间发生碰撞。对所提出的控制算法,均通过Lyapunov稳定性理论验证了系统的稳定性。最后通过仿真验证了所提算法的有效性。

对地形跟随/回避雷达干扰的可行性研究

在介绍地形跟随/回避雷达工作原理的基础上,通过设定典型超低空突防飞机的战术行动,分析了对雷达实施有效干扰所必须具备的条件,包括侦察/干扰机的部署、数量要求等;并计算了在传感器/摆放(投掷)式干扰机模式下对装备的性能要求,得出了在目前技术条件下,对地形跟随/回避雷达实施干扰在技术和战术上都是困难的。

一种基于倒三角形的地形回避算法

针对基于激光前视雷达的巡航导弹在巡航阶段实现自主地回避地形障碍物这一课题,在地形回避算法中,提出了飞行矢量三角形的概念.通过求解激光前视雷达视场中各地形点的代价函数,找出最适合放置飞行矢量三角形的地形点,从而确定地形回避导航点,大大简化了在雷达视场中获得地形回避导航点的计算过程.通过仿真,验证了该算法简单快速,能及时获取雷达视场中的回避导航点,为导弹实现自主回避飞行提供了可行性保障.

基于智能控制理论的地形回避系统

主要对飞机地形回避系统进行简要分析。首先,对地形回避的航迹算法进行介绍和分析;其次,设计双模糊PID地形回避控制系统对实际地形进行跟踪;最后,通过仿真验证系统的可行性。

地形导航中的3D地形跟踪方法

地形跟踪技术是飞行器自动导航的基础。激光成像雷达可以高精度实时获取前视距离像和 3D地形图 ,从激光成像雷达所成前视距离像中可以识别飞行器前下方的地形 (包括障碍物 ) ,从而为飞行器自动地形跟踪提供基础。在飞行器惯性作用下 ,研究了飞行器自动障碍物回避方法 ,推导了飞行器与规划航迹之间的 3D空间关系。以飞行器自动障碍物回避为基础 ,建立了飞行器沿规划航迹飞行的地形跟踪方程。在参考地形图上进行了仿真实验 ,结果表明 ,3D地形跟踪方法 。

一种基于地形跟踪的航迹优化算法

以地形跟踪 /地形回避为基础 ,提出了用轨迹的侧向仰角代替航迹的高度作为航迹规划的隐蔽性代价的概念 .该方法结合航迹的航程代价和飞行器的各种机动能力约束 ,可以达到对已有航迹的优化作用 ,同时也可直接进行简单的控制点航迹规划 .仿真研究结果表明 ,该算法满足飞行器飞行的各种条件 ,是一种可行方法 ,该方法速度快、规划出的航迹可以有效提升飞行器在飞行过程中的生存能力 ,可以在用于任务规划的同时 。

基于地形熵差和高程绝对差度量的地形匹配算法

研究了地形匹配辅助导航常用的各种算法，设计出一种基于地形熵差和绝对差度量的地形高程匹配算法来实现地形匹配定位功能，应用于地形跟随/地形回避时得到了理想的结果，达到较高的定位精度，是一种很有实用价值的匹配算法。

用于TF/TA仿真试验的数字地形模型研究

采用数字仿真方法进行TF/TA实验时,需要生成飞行器在实战中可能遭遇到的各种真实地形场景。为了借助计算机模拟方法产生所需各种复杂多变的数字高程模型,提出了改进分形几何法和数学函数法来自动生成数字地形模型的方法。前一种方法可以根据需要控制地形的光滑度,可以为视景仿真系统提供具有细部特征的真实感地形;第二种方法产生的几种典型地形突出了不同地域的地形特点,多用于TF/TA算法的验证。大量的仿真结果说明了这些方法的可行性。

一类地形回避系统的精度分析

本文对目前机载雷达中较为普遍采用的一类地形回避系统进行了精度分析。讨论了系统的误差源。对间隙面设置误差及计算误差进行了分析研究,给出了一些定量的结果。导出了系统的总误差公式。最后,指出了控制系统误差使系统偏于安全的一些关键问题。

基于数字地形数据的静态航路规划

在地形数据的静态航路规划的研究基础上，简要地介绍了威胁回避、通视性分析的概念及算法；威胁模型的定义及几种静态航路规划的方法。