不确定风场下平流层浮空器全局路径规划

摘要：

平流层浮空器是开展临近空间应用的重要平台,其在不确定风场中的路径规划是开展应用的关键.研究对象是具有一定水平驱动能力的平流层浮空器,针对其低动态、大尺寸及易受风场影响等特点,基于马尔可夫决策过程(MDP)提出一种浮空器在不确定风场作用下的二维全局路径规划方法,寻找由当前位置快速部署到目标区域所需时间最短的最优路径.由于风场中可能存在误差,将风场不确定性引入MDP模型中,设计相关模型参数,建立确定风场和不确定风场2种环境模型.通过仿真,分析具有不同驱动能力的浮空器在2种风场模型下的区域可达性、最优路径和最优动作序列的选择,结果表明:最优路径和最优动作会根据起始点/目标点位置、浮空器水平驱动能力及风场模型的不同发生比较大的变化;浮空器的水平驱动能力越强,区域可达性越高,2种风场模型对浮空器的二维全局路径规划影响的差异也随之减弱.

关键词：马尔可夫决策过程、平流层浮空器、路径规划、不确定风场、可达性

所属期刊栏目：49

分类号：V274(各类型航空器)

资助基金：国家自然科学基金;湖南省自然科学基金项目;湖南省自然科学基金项目;国家部委基金

在线出版日期：2023-06-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：1116-1126