顾及军事地质要素的越野路径规划研究

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作为兵棋推演系统对军事战场环境功能分析的一部分——越野路径规划研究,是辅助指挥员制定战场机动方案的有效手段,更是有效完成作战协同的主要因素。然而,在复杂越野环境中,相关要素的类型、属性特征、分布范围等方面都对越野通行有着重要限制和影响作用。故本文在越野路径规划相关研究现状分析的前提下,在顾及军事地质要素的基础上,综合分析相关要素对越野通行的影响,建立了越野路径规划影响体系,结合六角格网相关理论和技术,构建了基于多尺度六角格网越野通行因素量化模型,并在此基础上,对A*算法进行改进,提高越野路径规划的效率。本文的主要工作和创新点如下:(1)阐述了越野路径规划的背景和现实意义,并梳理归纳路径规划算法和越野路径规划的研究现状,并在此基础上,总结当前越野路径规划研究中存在的问题;从模型算法和影响要素两个方面,对越野路径规划的相关理论与技术基础进行总结梳理;设计了越野路径规划原型系统,并对系统的业务流程和相关数据结构进行设计,并对越野路径规划的相关功能进行了实现。(2)构建越野路径规划影响因素体系。本文在顾及到军事地质要素对越野通行影响的前提下,采用6分赋值方式,对影响越野路径规划的相关要素进行分析评价,以此来判断要素对越野路径规划影响的程度;并在此基础上,利用层次分析法,确定相关要素在越野路径规划中的权重。(3)构建多尺度六角格网越野通行模型。首先在数学基础上,建立了六角格网主要坐标系的转换关系,并在此基础上构建多尺度的六角格网坐标系;然后以地貌因素的坡度因子为基础,构建越野环境下的六角格网,并分别对越野环境中的点、线、面要素进行量化处理;针对六角格网单元在量化面状要素时,存在的数据冗余问题,本文利用Hilbert曲线的聚类特性,对同一尺度的格网单元进行编码压缩,以孔径4的剖分形式建立多尺度的六角格网,进而对面状要素进行量化表达,提高格网单元的管理效率。(4)构建基于改进A*算法的越野路径规划模型。首先,论述了在六角格网的基础上,关于邻近格网单元的快速计算和距离上的度量;然后,分别对A*算法中的代价函数和启发函数进行改进,提高了路径的搜索效率。
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