基于Frenet标架下三维元胞自动机的航母舰载机集群运动建模

• 作者: 吕培 徐明亮 朱睿杰 楚世理 王华 甘勇 郭毅博 韩璐
• 来源期刊: 计算机辅助设计与图形学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 舰载机集群运动 航线轨迹 Frenet标架 三维元胞自动机
• 年，卷（期）: 2018,（9）
• 所属期刊栏目: 图形与可视化
• 页码范围: 1719-1727
• 页数: 9页
• 分类号: TP391
• 字数: 7699字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3724/SP.J.1089.2018.17024

摘要

航母舰载机运动包括二维甲板上的运动和三维空域内的运动.二维甲板面易受海面复杂扰动而发生运动,三维空域涉及区域又非常大,这使得实现航母舰载机集群运动建模成为一项具有挑战性的问题.目前国内外公开的研究工作很少有涉及舰载机集群运动的,可以借鉴的关于飞行器集群方面工作中又很少有涉及整个飞行空域内集群运动的模拟.针对上述问题,提出了一种基于Frenet活动标架下的三维元胞自动机模型来实现舰载机集群运动模拟,通过沿舰载机预定航线轨迹构建Frenet活动标架,基于该标架进行元胞剖分并采用三维元胞自动机模型建模求解整个空域内舰载机之间的运动,最终实现整个空域内舰载机集群运动的模拟.在PS机上基于各种虚拟数据集对舰载机的运动进行实验模拟,结果表明,文中方法可以较好地模拟舰载机在多种环境下的起降以及巡航行为,并且针对5 km的航线,可以实时计算模拟约8万架次舰载机的运动状态.