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基于改进YOLOv11与天体地形估计的着陆区选取方法
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作者 李佳琪 魏若岩 +1 位作者 朱晓庆 张鹏云 《计算机科学与探索》 北大核心 2026年第3期878-891,共14页
针对外星探测任务中月球软着陆对安全性与精确性日益增长的需求,尤其是在复杂地形和通信受限环境下对探测器自主感知与决策能力的高度依赖,提出一种融合改进YOLOv11与天体地形估计的智能着陆区选取方法。在YOLOv11模型中引入小目标检测... 针对外星探测任务中月球软着陆对安全性与精确性日益增长的需求,尤其是在复杂地形和通信受限环境下对探测器自主感知与决策能力的高度依赖,提出一种融合改进YOLOv11与天体地形估计的智能着陆区选取方法。在YOLOv11模型中引入小目标检测层,结合BiFPN-m特征融合结构与C3k2-SCC模块,以增强对细粒度目标和微小障碍物的检测能力,从而提升复杂环境下的识别精度。为获取远距离星体表面在飞行姿态非稳定条件下的几何结构信息,提出将SuperPoint特征提取与SuperGlue特征匹配相结合,并引入CONSAC算法进行鲁棒的多平面估计,有效重建非结构化地形特征。为实现对候选着陆区域的智能评估与优选,设计基于强化学习的区域选择策略,输出最优着陆区方案。为验证所提方法的有效性,开展了系统的对比实验与消融实验。实验结果表明,改进的YOLO模型将障碍检测精度提升至84.8%,较原始YOLOv11提高9.3个百分点;地形估计模块在多模型对比中表现出更高的高程相似度;基于强化学习的区域选择策略所选着陆区在安全性方面较其他候选区域提升12.7个百分点。研究结果表明,该方法在复杂地形条件下具备较强的感知鲁棒性与决策有效性,为未来深空任务研究提供了可靠支持。 展开更多
关键词 着陆小天体 障碍目标检测 地形估计 粗避障
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RANDOM TERRAIN MODEL
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作者 李清 高伟 +1 位作者 陆宇平 沈春林 《Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics》 EI 1997年第1期19-24,共6页
In order to slove a realistic test problem of TF/TA algorithm, it is necessary to make a discrete terrain model. The model has adjustable roughness parameters so as to test the optimization procedure for different typ... In order to slove a realistic test problem of TF/TA algorithm, it is necessary to make a discrete terrain model. The model has adjustable roughness parameters so as to test the optimization procedure for different types of terrain. In this paper, an algorithm to generate random terrain data is given. 展开更多
关键词 digital terrain models stochastic fields terrain avoidance topographic maps
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一种前视地形回避技术海上拓展应用研究
3
作者 王小峰 《现代导航》 2026年第1期16-20,共5页
提出了一种能够拓展现有增强型近地告警系统海上应用的前视地形回避技术。设计具有主动探测海面威胁的前视回避告警功能,通过机上光学传感器实时测量,主动识别获取海面移动舰船、跨海大桥及海上钻井平台等海面威胁,及时发出语音告警信息... 提出了一种能够拓展现有增强型近地告警系统海上应用的前视地形回避技术。设计具有主动探测海面威胁的前视回避告警功能,通过机上光学传感器实时测量,主动识别获取海面移动舰船、跨海大桥及海上钻井平台等海面威胁,及时发出语音告警信息,提示飞行员规避威胁,拓展了增强型近地告警系统的海上应用范围。 展开更多
关键词 前视地形回避 前视预测告警 主动探测 海面威胁规避
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基于蜣螂优化算法的群山地形避障研究
4
作者 李响 张琨 +2 位作者 李建平 王晓飞 王国建 《民用飞机设计与研究》 2025年第4期173-180,共8页
为了引导飞机安全地飞跃群山地形,有效避开地形障碍,以最短飞行路径、最少飞行员处理成本以及最低飞行高度成本为目标,基于蜣螂优化算法对飞行路径进行了规划,得到了路径结果和算法收敛结果。通过对比蜣螂优化算法和粒子群优化算法的结... 为了引导飞机安全地飞跃群山地形,有效避开地形障碍,以最短飞行路径、最少飞行员处理成本以及最低飞行高度成本为目标,基于蜣螂优化算法对飞行路径进行了规划,得到了路径结果和算法收敛结果。通过对比蜣螂优化算法和粒子群优化算法的结果,表明了蜣螂优化算法处理该问题的优越性。研究了种群规模和跳舞概率对蜣螂优化算法收敛性的影响,结果发现,随着种群规模的增大,算法的收敛速度加快,收敛效果更好;而随着跳舞概率的增加,算法的收敛速度降低。该结论可为后续的算法改进提供基础。 展开更多
关键词 群山地形避障 蜣螂优化算法 粒子群优化算法 种群规模 跳舞概率
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面向复杂地形场景的机器人局部路径规划研究
5
作者 平玉清 《自动化应用》 2025年第14期56-58,62,共4页
针对传统机器人导航技术在复杂地形场景中自主能力不足的问题,提出了基于地形可通行分析的机器人局部路径规划算法。此方法分为地形分析、离线运动基元生成和在线滚动实时规划。地形分析算法通过对实时点云的特征分析建立局部地形地图;... 针对传统机器人导航技术在复杂地形场景中自主能力不足的问题,提出了基于地形可通行分析的机器人局部路径规划算法。此方法分为地形分析、离线运动基元生成和在线滚动实时规划。地形分析算法通过对实时点云的特征分析建立局部地形地图;基于机器人的运动学和动力学约束,生成以机器人为中心的运动基元,并建立其与局部空间的映射关系;将实时局部地形地图存入机器人局部位形空间,设计路径打分函数,获得当前时刻运动基元中的最优路径,实现机器人自主避障功能。最后,在仿真环境验证了算法的有效性。 展开更多
关键词 非结构化环境 地形分析 自主避障
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一种三维航迹快速搜索方法 被引量:61
6
作者 李春华 郑昌文 +3 位作者 周成平 丁明跃 袁鸿翼 金惠香 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期13-17,共5页
本文提出了基于 SAS的自动三维航迹规划方法。该方法通过把约束条件结合到搜索算法中去 ,有效地减小了搜索空间 ,缩短了搜索时间 ,从而使三维规划能够用于实时航迹规划。在搜索过程中地形信息得到了充分利用 ,使算法生成的航迹能够自动... 本文提出了基于 SAS的自动三维航迹规划方法。该方法通过把约束条件结合到搜索算法中去 ,有效地减小了搜索空间 ,缩短了搜索时间 ,从而使三维规划能够用于实时航迹规划。在搜索过程中地形信息得到了充分利用 ,使算法生成的航迹能够自动回避地形和威胁。实验证明 ,该方法能够快速有效地完成规划任务 。 展开更多
关键词 稀疏搜索 地形回避 航迹规划 三维航迹 无人飞行器
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飞机低空突防技术研究 被引量:17
7
作者 叶文 朱爱红 +1 位作者 刘博 范洪达 《电光与控制》 北大核心 2007年第4期87-91,共5页
近年来的战争显示,低空突防在现代战争中发挥着越来越重要的作用。介绍了飞机突防技术发展演变的过程,并且详细分析了低空飞行的飞机主要特点。最后对军用飞机进行低空突防飞行的主要相关技术,如低空突防技术、地形跟随/地形回避/威胁... 近年来的战争显示,低空突防在现代战争中发挥着越来越重要的作用。介绍了飞机突防技术发展演变的过程,并且详细分析了低空飞行的飞机主要特点。最后对军用飞机进行低空突防飞行的主要相关技术,如低空突防技术、地形跟随/地形回避/威胁回避技术、航迹规划技术、轨迹跟踪技术的发展过程、重要的研究方法及主要研究成果进行了系统的总结,对其未来的发展方向作出了展望。这对低空突防的进一步研究具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 低空突防 地形跟随 地形回避 威胁回避 航迹规划 轨迹跟踪 军用飞祝
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低空突防用数字地图信息的融合处理 被引量:19
8
作者 胡志忠 徐克虎 沈春林 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期434-438,共5页
数字地图是自主式 GPS/ MAP地形跟踪 /地形回避、威胁回避 (TF/ TA2 )低空突防系统中实时航迹优化的主要信息来源。为简化实时航迹优化算法 ,减少机载数字地图的存储空间 ,文中提出了一种把威胁等效为地形的方法 ,并在此基础上进行了低... 数字地图是自主式 GPS/ MAP地形跟踪 /地形回避、威胁回避 (TF/ TA2 )低空突防系统中实时航迹优化的主要信息来源。为简化实时航迹优化算法 ,减少机载数字地图的存储空间 ,文中提出了一种把威胁等效为地形的方法 ,并在此基础上进行了低空突防用数字地图的地形、地物和威胁信息的融合 ,得到了一种综合地形高程数据。在此综合地形高程数据上 ,只需采用地形跟踪 /地形回避 (TF/ TA)最优航迹算法 ,便既可实现地形回避 ,又可实现威胁回避。此外 ,对于孤立的山峰和地物 ,文中采用单独处理并与综合地形高程数据关联存储的方法 。 展开更多
关键词 地形跟踪 地形回避 数字地图 低空突防 飞行器
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一种新的综合TF/TA最优航迹算法 被引量:25
9
作者 袁卫东 王建平 沈春林 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 1996年第4期481-486,共6页
综合TF/TA是新一代低空突防技术,TF/TA最优航迹的计算是其控制系统的核心。文中提出了一种新的综合TF/TA最优航迹算法,它用动态规划和树型搜索相结合的方法,实时计算综合TF/TA最优航迹。算法考虑了飞机机动能力... 综合TF/TA是新一代低空突防技术,TF/TA最优航迹的计算是其控制系统的核心。文中提出了一种新的综合TF/TA最优航迹算法,它用动态规划和树型搜索相结合的方法,实时计算综合TF/TA最优航迹。算法考虑了飞机机动能力的约束,使最优航迹在不需要平滑处理时就是一个可实现航迹。另外还考虑了威胁的影响,使最优航迹能有效地进行威胁回避。计算结果表明,所得的最优航迹具有综合地形跟踪/回避和威胁回避的能力。 展开更多
关键词 地形跟踪 地形回避 动态规划 航迹优化
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基于数字地图预处理的实时航迹规划 被引量:15
10
作者 胡志忠 沈春林 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期382-385,共4页
地形跟随 /地形回避、威胁回避 ( TF/TA2 )实时航迹规划是自主式 TF/TA2低空突防系统的关键技术之一。本文在数字地图预处理技术的基础上 ,提出了安全曲面的概念 ,从而使三维最优航迹规划转化为在安全曲面上的二维规划 ,降低了规划维数 ... 地形跟随 /地形回避、威胁回避 ( TF/TA2 )实时航迹规划是自主式 TF/TA2低空突防系统的关键技术之一。本文在数字地图预处理技术的基础上 ,提出了安全曲面的概念 ,从而使三维最优航迹规划转化为在安全曲面上的二维规划 ,降低了规划维数 ,减少了存储量和计算量 ,提高了实时航迹规划的速度 ,使之更适于在机载条件下实现。文中同时提出了对未预知而由机载传感器实测到的障碍和威胁的处理方法 ,使最优航迹能有效地回避这些障碍和威胁。仿真结果表明 ,文中所提出的实时航迹规划算法是有效的。 展开更多
关键词 数字地图预处理 实时航迹规划 地形跟踪 地形回避 威胁回避
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TF/TA^2 飞行控制系统设计——问题和方法 被引量:8
11
作者 李清 高攀 沈春林 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第5期562-568,共7页
综合TF/TA2(地形跟随/地形回避/威胁回避)飞行控制系统的研究目的就是开发一种飞行控制技术,使飞机可以进行超低空机动飞行,有效地回避山峰、建筑物以及各种威胁,提高飞机的飞行安全和任务生存能力。本文介绍了综合地形跟... 综合TF/TA2(地形跟随/地形回避/威胁回避)飞行控制系统的研究目的就是开发一种飞行控制技术,使飞机可以进行超低空机动飞行,有效地回避山峰、建筑物以及各种威胁,提高飞机的飞行安全和任务生存能力。本文介绍了综合地形跟随/地形回避/威胁回避飞行控制系统的系统框架和主要功能模块,讨论了在进行系统设计过程中遇到的主要理论和技术问题,并阐述了解决问题的思路和方法。 展开更多
关键词 地形跟踪 地形回避 飞行控制系统 数字地图
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地形跟踪/地形回避飞行器航迹优化 被引量:7
12
作者 崔祜涛 刘春晓 崔平远 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2000年第1期26-28,32,共4页
提出了一种新的地形跟踪 /地形回避 ( TF/TA)飞行器航迹优化方法 ,该方法将地形、威胁和障碍综合在一起用特定的地形模型来描述 ,并通过将地形模型与飞行器运动方程有机结合 ,使有约束最优控制问题转化为无约束最优控制问题。最后利用... 提出了一种新的地形跟踪 /地形回避 ( TF/TA)飞行器航迹优化方法 ,该方法将地形、威胁和障碍综合在一起用特定的地形模型来描述 ,并通过将地形模型与飞行器运动方程有机结合 ,使有约束最优控制问题转化为无约束最优控制问题。最后利用极大值原理给出了航迹优化算法 。 展开更多
关键词 航迹优化 最优控制 地形跟踪 地形回避 飞行器
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TF/TA飞行航迹控制器设计 被引量:6
13
作者 袁卫东 李清 +1 位作者 王建平 沈春林 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第1期1-6,共6页
提高现代武装飞机的生存能力,基于TF/TA的超低空突防能力是飞行控制系统首先要求具备的功能。本文研究了在已知理想航迹的基础上飞机航迹跟踪控制器的设计方法,给出了控制器结构和算法。首先根据理想飞行航迹和实际飞行航迹之间的误... 提高现代武装飞机的生存能力,基于TF/TA的超低空突防能力是飞行控制系统首先要求具备的功能。本文研究了在已知理想航迹的基础上飞机航迹跟踪控制器的设计方法,给出了控制器结构和算法。首先根据理想飞行航迹和实际飞行航迹之间的误差,计算航迹控制指令;然后,为了改善飞机的动态性能,使飞机能跟踪航迹控制指令而完成TF/TA飞行,用非线性解耦控制理论设计了飞行控制系统。仿真结果表明,该方法具有较好的航迹跟踪性能。 展开更多
关键词 飞行控制 地形跟踪 地形回避 航迹跟踪
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巡航导弹中制导阶段航迹规划算法 被引量:9
14
作者 谭皓 王金岩 +1 位作者 沈春林 许漪 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期1-5,共5页
巡航导弹作为一种精确打击武器在现代战争中发挥着越来越大的作用。文中总结了飞行器航迹规划算法和地面防空威胁的建模方法 ,并结合巡航导弹自身特点提出了新的航迹规划算法。该算法在动态规划思想的基础上通过动态调整各个惩罚因素之... 巡航导弹作为一种精确打击武器在现代战争中发挥着越来越大的作用。文中总结了飞行器航迹规划算法和地面防空威胁的建模方法 ,并结合巡航导弹自身特点提出了新的航迹规划算法。该算法在动态规划思想的基础上通过动态调整各个惩罚因素之间的比例关系 ,解决了巡航导弹在威胁条件下优先规避威胁区域和充分利用局部地形信息寻找地形掩护飞行的要求 ,生成了满足巡航导弹中制导阶段的要求航迹规划结果。经过实验仿真证明 ,该算法具有收敛速度快和计算量较小的优点。 展开更多
关键词 航迹规划 地形跟随/地形回避/威胁回避 动态规划 巡航导弹
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基于数字地图预处理的低空突防飞行路线规划 被引量:15
15
作者 白晓利 韩亮 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期853-857,共5页
地形跟随 地形规避威胁回避TF TA2 (TerrainFollowing ,TerrainAvoidance ,ThreatAvoidance)路线规划是低空突防研究的关键技术.地形信息存贮在数字地图中.为保证所设计路线对飞行器来说是可实现的,研究了数字地图的预处理,把地形、威... 地形跟随 地形规避威胁回避TF TA2 (TerrainFollowing ,TerrainAvoidance ,ThreatAvoidance)路线规划是低空突防研究的关键技术.地形信息存贮在数字地图中.为保证所设计路线对飞行器来说是可实现的,研究了数字地图的预处理,把地形、威胁及飞行器性能等信息融合构造了虚拟的地形表面.预处理包括数据文件压缩、威胁信息转化为地形信息、数据插值、及地形的平滑处理.通过设计综合TF TA2 的指标函数、根据A 算法对其转化,并采用优化方法,可实现三维TF TA2 路线规划.仿真结果证明了算法的有效性. 展开更多
关键词 低空突防 地形跟随 地形规避 数字地图
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无人机快速三维航迹规划算法 被引量:22
16
作者 尹高扬 周绍磊 吴青坡 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期564-570,共7页
针对无人机三维航迹规划的实时性问题,提出了基于快速扩展随机树的三维航迹规划方法。该算法能够根据当前环境快速有效搜索规划空间,通过随机采样点将搜索导向空白区域,使三维航迹规划能够用于实时航迹规划。通过引入航迹距离约束,搜索... 针对无人机三维航迹规划的实时性问题,提出了基于快速扩展随机树的三维航迹规划方法。该算法能够根据当前环境快速有效搜索规划空间,通过随机采样点将搜索导向空白区域,使三维航迹规划能够用于实时航迹规划。通过引入航迹距离约束,搜索树将沿着路径距离最短的近似最优航迹的方向进行扩展,克服了基本快速扩展随机树方法随机性强,只能快速获得可行航迹,无法获得较优航迹的缺点。在搜索过程中无人机的航迹约束条件和地形信息得到了充分利用,使算法生成的航迹能够自动回避地形和威胁,同时满足无人机的动力学约束。通过生成的虚拟数字地图对算法进行了仿真验证,仿真结果表明该方法能够快速有效地规划出满意的无人机三维航迹。 展开更多
关键词 无人机 快速扩展随机树 实时性 地形回避 三维航迹
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一种实用的地形回避/地形跟踪算法 被引量:8
17
作者 南英 彭云 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2006年第4期73-75,共3页
给出了一套地形回避/地形跟踪算法,即动态规划法与线性规划算法,根据即时的飞行任务、地形数据、威胁区信息与天气情况等,可以实时在线地规划出有人驾驶或无人自主控制的飞行器的三维最优飞行轨迹。该算法与软件包在F-16战机的地形回避... 给出了一套地形回避/地形跟踪算法,即动态规划法与线性规划算法,根据即时的飞行任务、地形数据、威胁区信息与天气情况等,可以实时在线地规划出有人驾驶或无人自主控制的飞行器的三维最优飞行轨迹。该算法与软件包在F-16战机的地形回避/地形跟踪系统的升级改造中得到了成功应用。 展开更多
关键词 飞行器 地形回避 地形跟踪 计算方法
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基于分块地形的混合数据结构三维公路建模 被引量:3
18
作者 肖文华 王炜 张茂军 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2012年第10期3908-3912,3969,共6页
为了权衡三维公路建模中数据高精度性以及渲染高效性的矛盾,在地形分块基础上提出了一种在场景中规则网格与不规则三角网并存的混合数据结构三维公路建模方法。此方法结合规则网格与不规则三角网两种地形表示方式的优缺点,若地形子块有... 为了权衡三维公路建模中数据高精度性以及渲染高效性的矛盾,在地形分块基础上提出了一种在场景中规则网格与不规则三角网并存的混合数据结构三维公路建模方法。此方法结合规则网格与不规则三角网两种地形表示方式的优缺点,若地形子块有公路覆盖,则利用Delaunay三角网方法精细绘制,否则基于规则网格LOD(细节层次)绘制,以此来提高渲染效率。针对此混合结构产生的块间裂缝问题,提出了对低细节层次节点增点的修补方案,以及针对此方法的特点提出了基于有向线段与增量步长的地形镂空算法,实现了地形与公路的无缝融合。实验结果表明,该方案可有效适用于三维公路设计。 展开更多
关键词 公路建模 地形分块 混合地形结构 地形融合 裂缝修补 细节层次
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基于数字地图预处理的飞行器航迹规划 被引量:4
19
作者 甄然 王开拓 吴学礼 《河北科技大学学报》 CAS 2015年第2期195-202,共8页
针对飞行器在低空复杂空域下航迹的规划,研究了地形条件以及地表威胁对飞行器飞行的影响。通过对数字地图以及静态威胁的分析,探究了数字地图的处理方法,并用埃尔米特插值函数进一步对地图进行平滑处理,减少最优航迹的搜索范围。通过设... 针对飞行器在低空复杂空域下航迹的规划,研究了地形条件以及地表威胁对飞行器飞行的影响。通过对数字地图以及静态威胁的分析,探究了数字地图的处理方法,并用埃尔米特插值函数进一步对地图进行平滑处理,减少最优航迹的搜索范围。通过设计地形跟随、地形回避以及威胁躲避的方法,保障了飞行器的安全。深入分析粒子群算法,在飞行器执行任务前实现对三维航迹的规划。通过仿真,展示了地图处理前后的区别,实现了三维最优航迹的离线规划。 展开更多
关键词 计算机图像处理 地图处理 航迹规划 地形跟随 地形回避
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飞行器低空突防威胁建模与航迹优化算法 被引量:22
20
作者 马云红 周德云 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2004年第5期31-33,37,共4页
提出了一种飞行器在给定地形和威胁分布的威胁场进行低空突防的航迹优化算法。该方法首先对地形的高程栅格数据进行了图形简化预处理,将各种威胁叠加到地形图上,构成一个包含各种威胁的特定威胁场,再对其建立合理的有向图数学建模,用Dij... 提出了一种飞行器在给定地形和威胁分布的威胁场进行低空突防的航迹优化算法。该方法首先对地形的高程栅格数据进行了图形简化预处理,将各种威胁叠加到地形图上,构成一个包含各种威胁的特定威胁场,再对其建立合理的有向图数学建模,用Dijkstra最短路算法进行航迹优化。航迹优化的过程中考虑了飞行器的过载限制,使优化航迹能够较好地满足飞行器各项性能指标及任务规划的要求,仿真结果显示,该算法简单快速,能很好地进行地形、威胁、障碍物的回避。 展开更多
关键词 威胁建模 地形/威胁回避 Dijkstra最短路算法 航迹优化
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