复杂环境下翼伞系统的组合式航迹规划

作     者：李宇辉 赵敏 陈奇 姚敏 何紫阳 LI Yuhui;ZHAO Min;CHEN Qi;YAO Min;HE Ziyang

作者机构：南京航空航天大学自动化学院南京210016 淮阴工学院电子信息工程学院淮安223003 高速交通设施无损检测与监控技术-工业和信息化部重点实验室南京210016 

基　　金：国家自然科学基金(51875289,61873124) 航空科学基金(20182952029) 中央大学基础研究基金(NS2019017) 研究生创新基金(kfjj20190319) 

出 版 物：《航空学报》 (Acta Aeronautica et Astronautica Sinica)

年 卷 期：2021年第42卷第6期

页      码：545-556页

摘      要：传统翼伞系统的航迹规划主要考虑落点精度及逆风着陆等指标,而当空投区域环境较为复杂,在翼伞系统归航路径上存在障碍时,如何规避这些障碍也成为翼伞系统航迹规划所必须要考虑的因素。针对翼伞空投过程有可能遇到高山或者高大建筑物阻碍的问题,提出了一种复杂环境下翼伞系统的组合式航迹规划策略。该方法将翼伞空投的区域分为障碍区和着陆区,在障碍区中采用快速搜索随机树(RRT)算法进行可行路径搜索,考虑到RRT算法生成的轨迹包含棱角,导致路径不够平滑的问题,结合翼伞系统质点模型的运动特性,对其进行了适用性改进,以使规划的航迹满足实际翼伞空投需求。为了解决RRT算法搜索方向随机,难以满足逆风着陆的问题,当翼伞系统进入着陆区后采用分段归航的方式设计航迹,并借助遗传算法(GA)求解目标参数,实现翼伞系统能量控制及逆风着陆。提出的复杂环境下翼伞系统的组合式航迹规划策略求解速度较快,能够同时满足翼伞系统避障、能量控制及逆风着陆要求,得到的参考航迹较为平滑。

主 题 词：翼伞系统 航迹规划 复杂环境 组合式 RRT 分段归航 GA 

学科分类：08[工学] 081105[081105] 0811[工学-水利类] 

核心收录：

D　O　I：10.7527/S1000-6893.2020.24566

馆 藏 号：203103945...