1
گروه ریاضی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه خاتم الانبیاء (ص)، تهران، ایران
2
دانشکده علوم پایه، دانشگاه پدافند هوایی خاتم الانبیاء(ص)، تهران
10.22034/joae.2023.374295.1145
چکیده
در این پژوهش هدف یافتن کوتاه‌ترین مسیر، بدون برخورد با موانع موجود برای هدایت یک موشک به صورت برخط از بین موانع ثابت و متحرک به سمت یک هدف متحرک می‌باشد. حرکت‌های موانع و هدف در وهله اول ناشناخته‌اند ولی پس از کشف و یافتن هدف و موانع، روش پیشنهادی در این مقاله می‌تواند دستوراتی را برای موشک جهت رهگیری هدف تا رسیدن به آن، تولید کند. الگوریتم پیشنهادی این مقاله به‌گونه‌ای طراحی شده که می‌توان اطمینان کرد که موشک با اجتناب کامل از موانع، کوتاه‌ترین مسیر ممکن را یافته و طبق آن به هدف نزدیک شود. از طرفی با توجه به اینکه الگوریتم ارائه شده از همه اطلاعات موجود در محیط استفاده نمی‌کند و جهت کنترل حجم محاسبات در چرخه‌های بعدی، عملیات اصلاحی در الگوریتم مورد استفاده قرار می‌گیرد، لذا الگوریتم پیشنهادی در زمان خیلی کم، به جواب بهینه و دقیق‌تر می‌رسد. همچنین برخی سناریوهای پیچیده‌ای را جهت آزمایش الگوریتم در نرم‌افزار متلب شبیه‌سازی نموده‌ایم که نتایج آن همگرایی الگوریتم در یافتن مسیر بهینه منتهی به هدف متحرک یا ثابت ضمن اجتناب از موانع متحرک یا ثابت، در بازه زمانی مناسب را نشان می‌دهد.
[1] H. Nobahari and A. Sharifi, “An introduction to the guidance of flying devices”, 3th Ed. Department of Aerospace Engineering, Sharif University of Technology, 2014.
[2]Y. Eun and H. Bang, “Cooperative control of multiple unmanned aerial vehicles using the potential field theory”, Journal of Aircraft, Vol. 43, No. 6, pp. 1805-1814, 2006.
[3] Y. Eun and H. Bang, “Cooperative task assignment and path planning of multiple uavs using genetic algorithm”, AIAA Infotech@Aerospace 2007 Conference and Exhibit, Rohnert Park, California, May 7-10, 2007.
[4]R. Tarighi, MH. Kazemi, and M.H., Khalesi, “Optimal Routing of Rocket Motion using Genetic Algorithm and Particle Swarm Optimization”, Int J Advanced Design and Manufacturing Technology, 15, 3, 2022.
[5] M. B. Anderson, J. E. Burkhalter, and R. M. Jenkins, “Design of a Guided Missile Interceptor Using a Genetic Algorithm”, J. Spacer. Rockets, 38, 1, 2001.
[6]Y. He, K. Qu, and X. Xia, “Simulation Verification of Cruise Missile Route Planning Based on Swarm Intelligence Algorithm.” Methods and Applications for Modeling and Simulation of Complex Systems. AsiaSim 2022. Communications in Computer and Information Science, vol 1713.
[7] T. Turker, O. K. Sahingoz, and G. Yilmaz, “2D path planning for UAVs in radar threatening environment using simulated annealing algorithm” 2015 International Conference on Unmanned Aircraft Systems (ICUAS), Denver, Colorado, USA, June 9-12, 2015.
[8]C. S.Ie and Z. Y. Liu, “Research on path planning of land cruise missile based on improved V-ACO algorithm” Tactical Missile Technology, (05), 122–131, 2021.
[9] S. Yan, Z. Lihua, D. Shouquan, and W. Jue, “Cruise Missile Path Planning Based on ACO Algorithm and Bezier Curve Optimization” Journal of System Simulation, 32 (1): 122-129, 2020.
[10] L. Hao, C. Guo, and L. Wu, “A study on route planning of helicopter in low altitude area” 2016 IEEE First International Conference on Data Science in Cyberspace, pp. 484-488, 2016.
[11]D.Bhattacharjee, A. Chakravarthy, K. Subbarao, “Nonlinear Model Predictive Control-Based Missile Guidance for Target” Interception, in AIAA Sci.tech. 2020 Forum, Vol. 1, Part. F, 2020.
[12] U. N. Optimization, “Brief Papers Missile Guidance Law Based on Robust Model Predictive Control”, 26, 8, 1803–1809, 2015.
[13]B. Zhang and D. Zhou, “Optimal Predictive Sliding-Mode Guidance Law for Intercepting Near-Space Hypersonic Maneuvering Target”, Chinese J. Aeronaut., 35, 4, 320-331, 2022.
[14] P. T. Jardine and S. Givigi “A predictive motion planner for guidance of autonomous UAV systems”, 2016 Annual IEEE Systems Conference, Orlando, FL, USA, April 18-21, 2016.
[15] D.Hong and S. Park “Avoiding Obstacles via Missile Real-Time Inference by Reinforcement Learning”, Appl. Sci., 12, 2022.
[16] D. Hong, M. Kim and S. Park, “Study on Reinforcement Learning-Based Missile Guidance Law”, Appl. Sci. 10, 6567, 2020.
[17] R. Helgason, J. Kennington, and K. Lewis, “Cruise Missile Mission Planning: A Heuristic Algorithm for Automatic Path Generation”, Journal of Heuristics 7, 473–494, 2001.
[18] F. Kunwar, F. Wong, and R. B. Mrad, “Time-optimal rendezvous with moving objects in dynamic cluttered environments using a guidance based technique”, in Proceedings of IEEE International Conference on Intelligent Robots and Systems, 283-288, 2005.
[19] E. Masehian and Y. Katebi, “Robot Motion Planning in Dynamic Environments with Moving Obstacles and Target”, World academy of Science, Engineering and Technology International Journal of Computer and Information Engineering, 1, 5, 2007.
بیات, رضا, کافی مقدم, مصطفی, & قنبری, علیرضا. (1402). برنامه ریزی برخط مسیر موشک در یک محیط پویا با استفاده از یک الگوریتم ابتکاری. نشریه علمی پژوهشی مهندسی هوانوردی, 25(2), 114-128. doi: 10.22034/joae.2023.374295.1145
MLA
رضا بیات; مصطفی کافی مقدم; علیرضا قنبری. "برنامه ریزی برخط مسیر موشک در یک محیط پویا با استفاده از یک الگوریتم ابتکاری". نشریه علمی پژوهشی مهندسی هوانوردی, 25, 2, 1402, 114-128. doi: 10.22034/joae.2023.374295.1145
HARVARD
بیات, رضا, کافی مقدم, مصطفی, قنبری, علیرضا. (1402). 'برنامه ریزی برخط مسیر موشک در یک محیط پویا با استفاده از یک الگوریتم ابتکاری', نشریه علمی پژوهشی مهندسی هوانوردی, 25(2), pp. 114-128. doi: 10.22034/joae.2023.374295.1145
VANCOUVER
بیات, رضا, کافی مقدم, مصطفی, قنبری, علیرضا. برنامه ریزی برخط مسیر موشک در یک محیط پویا با استفاده از یک الگوریتم ابتکاری. نشریه علمی پژوهشی مهندسی هوانوردی, 1402; 25(2): 114-128. doi: 10.22034/joae.2023.374295.1145
)
