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第1章 绪论1

1.1 背景1

1.2 飞行器航迹规划的基本要求3

1.3 常用的航迹规划方法5

1.3.1 规划空间表示方法5

1.3.2 航迹搜索算法13

1.4 当前航迹规划研究中存在的问题16

1.5 飞行器任务分配问题19

1.6 本书的主要内容及安排24

第2章 飞行器航迹规划基本要素27

2.1 规划空间的表示方法27

2.2 飞行航迹的表示方法31

2.3 飞行航迹的基本约束条件32

2.4 航迹评价34

2.4.1 影响航迹性能的主要因素34

2.4.2 代价函数的选取35

2.4.3 权系数的确定37

2.5 飞行器航迹规划问题的数学描述40

第3章 飞行器离线航迹规划方法41

3.1 基于稀疏A*搜索的飞行器航迹规划方法41

3.1.1 航迹节点的扩展41

3.1.2 算法描述46

3.1.3 仿真实验48

3.2 基于进化计算的飞行器航迹规划方法51

3.2.1 进化计算简介51

3.2.2 基因编码方式57

3.2.3 航迹评价方法58

3.2.4 进化算子60

3.2.5 算法描述62

3.2.6 时间复杂性分析63

3.2.7 仿真实验64

3.3 飞行器多航迹规划70

3.3.1 多峰值函数优化与进化算法71

3.3.2 K-均值聚类72

3.3.3 多种群进化算法73

3.3.4 基于进化计算的飞行器多航迹规划算法描述75

3.3.5 仿真实验77

第4章 飞行器在线航迹规划方法80

4.1 飞行器在线航迹再规划80

4.1.1 节点的扩展81

4.1.2 再规划航迹代价的重新计算82

4.1.3 在线实时航迹再规划方法83

4.1.4 仿真实验85

4.2 针对静止目标的飞行器在线航迹规划方法88

4.2.1 动态开放环境中的实时搜索算法88

4.2.2 节点的扩展与启发式信息90

4.2.3 算法描述90

4.2.4 算法收敛性证明92

4.2.5 算法改进94

4.2.6 仿真实验95

4.3 针对运动目标的飞行器航迹规划方法97

4.3.1 算法描述98

4.3.2 收敛性分析99

4.3.3 算法改进102

4.3.4 仿真实验103

第5章 多飞行器协调航迹规划方法107

5.1 问题描述108

5.2 飞行器协调航迹规划的博弈论分析111

5.2.1 多飞行器协调规划的博弈格局111

5.2.2 飞行器编队组织结构112

5.3 协同进化计算简介115

5.4 多飞行器协调航迹规划进化算法118

5.4.1 算法结构118

5.4.2 基于排挤的小生境进化119

5.4.3 航迹评价函数120

5.4.4 博弈—协同进化过程121

5.4.5 协调飞行中的航迹在线再规划123

5.5 仿真实验124

第6章 飞行器任务分配129

6.1 任务分配的数学模型129

6.1.1 飞行器任务分配问题描述129

6.1.2 飞行器任务分配中的约束条件130

6.1.3 飞行器任务分配的数学模型132

6.2 基于对称群的邻域构造方法134

6.2.1 邻域搜索中解的形式135

6.2.2 邻域定义的基本形式135

6.2.3 邻域构造方法136

6.3 基于对称群的混合搜索策略138

6.3.1 进化计算与禁忌搜索的结合138

6.3.2 群论与禁忌搜索的结合141

6.4 飞行器静态任务分配算法143

6.4.1 编码方式144

6.4.2 适应值函数145

6.4.3 进化操作146

6.4.4 算法小结149

6.5 飞行器动态任务再分配150

6.5.1 任务再分配的一般策略150

6.5.2 任务再分配算法151

6.6 仿真实验153

附录A 博弈论基础163

A.1 博弈论的基本概念163

A.2 基本博弈模型164

附录B 搜索算法的群论基础169

B.1 群的基本概念169

B.2 确定性规划方法与交换群171

B.3 启发式算法与对称群173

参考文献176