[发明专利]一种基于势场蚁群算法的导弹编队避障方法

说明书

本发明涉及导弹编队协同探测技术领域，且公开了一种基于势场蚁群算法的导弹编队避障方法，包括以下步骤：S1、建立格栅地图，并初始化参数，同时使蚂蚁计数器归一；S2、判定飞行器是否进入障碍影响，若是，则计算人工势场法影响的信息素；若否，则计算普通模式的信息素，并根据计算出的普通模式的信息素得到人工势场法影响的信息素；根据得到的人工势场法影响的信息素确认下一步路线，并修改禁忌表；本发明相较于传统蚁群算法增加了对于障碍物的避障能力，同时不断引导蚂蚁前往目标点使得探测的目标更加明确，从而提高了对于空间的探测效率。因为蚁群算法存在大量的算子即存在大量的解可以进行筛选，表现效果不理想的解将会被过滤掉。

技术领域

本发明涉及导弹编队协同探测技术领域，具体为一种基于势场蚁群算法的导弹编队避障方法。

背景技术

导弹编队进行协同探测任务时存在被障碍阻挡的情况，为了能继续且高效地进行探测任务需要导弹编队能对飞行过程中的障碍绕行，所以采用人工势场法控制导弹编队在遇到障碍时可以进行规避并继续执行编队探测任务，Khatib在1986年提出的人工势场法，经过多年实践证明人工势场法在避障过程中实时性高，并且对于周围环境的变化，适应能力强，在解决局部障碍问题能力比较突出。其基本思想为人为模拟重力势场根据所要控制的编队位置，分别计算由目标点生成的引力场和障碍物产生的斥力场对所控编队共同作用形成探测势函数，最终形成无碰撞避障路径。

导弹编队采用人工势场法避障时，其运算速度较快可以根据障碍物的形状和位置及时调整航路，且采用人工势场法其运算量较小，公式容易推导，可靠性高的避障手段。但是当遇到一些比较复杂或者故意设置的陷阱时，无法及时规避容易陷入局部势场最小处或无法抵达目标点。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于势场蚁群算法的导弹编队避障方法，解决了上述背景技术中所存在的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于势场蚁群算法的导弹编队避障方法，包括以下步骤：

S1、建立格栅地图，并初始化参数，同时使蚂蚁计数器归一；

S2、判定飞行器是否进入障碍影响，若是，则计算人工势场法影响的信息素；若否，则计算普通模式的信息素，并根据计算出的普通模式的信息素得到人工势场法影响的信息素；根据得到的人工势场法影响的信息素确认下一步路线，并修改禁忌表；

S3、判断是否完成遍历，若是，则统计当前的最优路径，并使蚂蚁计数器加1；若否，则进入到步骤S2-S3中；

S4、判断是否到蚂蚁计数器上限，若是，则更新路径信息素，并使迭代计数器加1；若否，则进入到步骤S2-S4；

S5、判断是否到迭代计数器上限，若是，则结束运行；若否，则进入到步骤S1-S5中。

优选的，所述步骤S5中，若判断结果为否，则从步骤S1中的蚂蚁计数器归一开始向下运行。

优选的，所述方法中的势场蚁群算法的信息素更新模型是基于传统蚁群算法的信息素理论引入势场力影响信息素扩散方向的概念，具体如式(1)-(3)所示：

其中，λ为信息素更新系数，τ″_ij(h)为势场对信息素产生的影响，h_n为障碍物影响范围；

其中，δ为势场的影响系数，根据障碍的危害程度进行设置，η表示栅格i到栅格j之间的距离；

当算法完成一轮探测后，需要根据他们通过的路径和任务区域障碍的分布情况，立即对信息度的浓度进行更新，即