Resumen

Este artículo presenta el método para resolver el problema de la planificación de la trayectoria de un vehículo aéreo no tripulado (UAV) en entornos adversos que incluyen misiles tierra-aire guiados por radar (SAM) y amenazas desconocidas. Para calcular el coste de la planificación de la trayectoria se consideran la envolvente letal de los SAM y la detección por radar de las amenazas SAM y el cálculo de la línea de visión (LOS) de las amenazas desconocidas. En particular, se tiene en cuenta la envoltura letal dinámica de las SAM para la planificación de la trayectoria, ya que la envoltura letal de las SAM cambia su dirección según la dirección de vuelo del UAV. Además, se consideran el enmascaramiento del terreno, la sección transversal de radar no isotrópica (RCS) y las restricciones dinámicas del UAV para determinar el coste de la trayectoria. Se propone un algoritmo mejorado de optimización de enjambre de partículas (PSO) para encontrar una trayectoria óptima. El algoritmo propuesto se compone de pasos de preprocesamiento, algoritmo PSO de enjambre múltiple y pasos de postprocesamiento. El diagrama de Voronoi y el algoritmo de Dijkstra como pasos de preprocesamiento proporcionan la ruta inicial para el algoritmo PSO multienjambre que utiliza múltiples enjambres con subenjambres para el equilibrio entre la exploración y la explotación. Los pasos de posprocesamiento incluyen la inserción de puntos de ruta y el suavizado de la trayectoria en 3D. El tiempo de cálculo se reduce mediante la generación de mapas, la transformación de coordenadas y la implementación del algoritmo en la unidad de procesamiento gráfico (GPU). Se realizan varias simulaciones para comparar el rendimiento del método propuesto en función del número de iteraciones, el número de enjambres y el número de puntos de evaluación de costes. Los resultados de la prueba t muestran que el método propuesto es estadísticamente mejor que los métodos existentes.

• Materias:Motores (Mecánica) Vehículo espacial Ingeniería Aeronáutica
• Subjects:Engines Space vehicles Aeronautical Engineering
• Palabras claves:planificación de trayectorias, algoritmo pso de enjambre, envolvente letal, amenaza desconocida, punto de evaluación de costes, número de iteración, sección transversal de radar, problema de la trayectoria, vehículo aéreo no tripulado, sam
• Keywords:path planning, swarm pso algorithm, lethal envelope, unknown threat, cost evaluation point, number of iteration, radar cross section, problem of path, unmanned aerial vehicle, sam