舰载机甲板调运过程避碰路径规划研究

针对舰载机甲板调运过程,提出了一种适用于复杂形状目标的局部避碰路径规划方法。引入线段集对舰载机形状进行描述,针对舰载机外轮廓特点建立了目标的凸构型描述形式,并提出目标间碰撞检测及距离计算方法,在此基础上采用行为动力学方法实现目标的局部避碰路径规划。为提高算法在复杂环境下的避碰能力,分别提出基于广义符号阈值函数避障行为策略和奔向目标行为策略的改进方法,同时通过解耦航向角和速度动力学使得路径规划算法更适用于舰载机甲板调运过程多种任务模式的需求。仿真结果表明,本文提出的改进行为动力学策略能够克服路径规划过程中的局部极小问题,实现了复杂形状目标的避碰路径规划,为舰载机甲板调运过程中任务作业的可实施性提供保障。

舰载机牵引系统甲板调运避碰路径规划

针对舰载机牵引系统的甲板调运过程,提出了一种适用于复杂障碍物环境中不规则形状目标的路径规划方法。针对舰载机外轮廓特点,建立了目标的凸构型描述形式,并推导了多目标间碰撞检测及距离计算方法,在此基础上提出了舰载机牵连运动的轨迹跟踪控制算法,同时引入行为动力学方法实现牵引系统的避碰路径规划。为提高复杂环境下的避碰能力,基于广义符号阈值函数,提出了避障行为策略改进方法。仿真结果表明,本文提出的算法能够有效地解决舰载机牵引系统的避碰路径规划问题。

考虑运动学约束的不规则目标遗传避碰规划算法

针对复杂环境下不规则目标的路径规划问题,提出了一种带有运动学约束的遗传避碰规划算法。以舰载机在航母甲板上的路径规划问题作为研究对象,并且该算法可推广至其他具有此类约束的路径规划问题中,它较好地解决了目标形状复杂、障碍环境复杂、目标运动时带有回转半径约束等特殊问题。在传统遗传路径规划算法的基础上,针对性地设计了三维位置和姿态混合编码、三段法路径解码、轨迹包围盒的碰撞检测及距离计算等方法,并在遗传操作中引入惩罚项和修补策略来辅助算法寻优。最后,为得出复杂环境下的最优路径,基于VC++平台对算法进行了仿真验证。结果表明,在复杂障碍环境下,本文提出的算法可求得最优避碰路径,并满足预先设定的目标回转半径约束,能够有效地解决此类目标的避碰路径规划问题。