● 摘要
炮射/弹载微小型飞行器是一种新概念空中作战平台，它具有体积小、隐蔽性好、反应灵敏等特点，已成为世界各国的研究热点。而航迹规划技术是研究炮射/弹载微小型飞行器的关键技术之一,因此，本文根据炮射/弹载微小型飞行器的独有特点，将飞行器的航迹规划分为离线航迹规划和在线航迹规划。主要完成了如下工作：首先，介绍了炮射/弹载微小型飞行器的研究背景，分析了对其进行航迹规划研究的重要性，并且对国内外无人机航迹规划的研究现状，研究方法等进行了系统的归纳和总结，为本论文的研究工作奠定了重要的基础。其次，由于数字地形数据库是以网格的形式给出网格点上的地形高度信息,为了得到数字地图中非网格点处的高度值，提出采用二维三次卷积插值法。该插值函数是地形曲面的三次逼近，具有连续的三阶导数，在飞行器依靠数字地形数据飞行过程中，有效地保证飞行器的飞行安全。接着，分别采用蚁群算法和A*算法为炮射/弹载微小型飞行器规划出一条航程最短、能灵活避开山峰等障碍物的安全参考航迹。在离线航迹规划过程中对三维的飞行区域进行了划分，引入了飞行器最小转弯半径等约束，减小了搜索空间并缩短了搜索时间。同时分别对两种航迹规划算法进行了改进，通过仿真发现改进后的算法能明显克服原有算法的不足。另外，采用B样条曲线光顺此参考航迹。最后，根据炮射/弹载微小型飞行器巡飞起始点位置和飞行方向具有随机性的特点，对飞行器的在线航迹规划进行了研究。在规划过程中将问题分成飞行器向着目标点方向飞行和背离目标点方向飞行两种情况分别进行了考虑，提出了一种借鉴滚动规划设定局部子目标点的在线航迹规划方法。同样采用B样条曲线对此在线航迹进行了光顺处理，仿真发现光顺处理后的在线航迹能很好的与参考航迹相切。