为了解决传统人工势场法在路径规划中存在局部最小和目标不可达的问题, 提出了一种改进的人工势场法。首先,引入障碍物的碰撞范围和使用角度定义障碍物的影响范围, 排除机器人前进方向一定角度和距离外障碍物的影响;其次, 为了解决目标不可达问题, 基于目标点与机器人的距离改进斥力函数;最后,利用外接六边形在障碍物的碰撞范围外创造虚拟目标点, 避免机器人陷入局部最小。基本环境和复杂环境下的实验结果表明:所提算法可以在一定程度上克服传统算法的缺陷, 是一种有效的路径规划算法。

为克服传统光测设备模拟训练器仿真程度较低的不足, 设计了基于实景图像的光测设备模拟训练器, 由虚拟目标生成器 和虚拟目标叠加器两部分构成。从以往保存的实景图像中提取出目标信息, 并进行目标旋转、数据压缩处理后, 与图像附加 信息一起生成虚拟目标序列, 再将虚拟目标序列叠加到设备实时背景上。实现了原始情景再现, 获得了近乎实际工作状态的 设备环境, 使光测设备的训练不再受客观条件的限制, 随时随地实现单台设备独立自主的全流程训练。

针对多导弹远距离高突防概率协同齐射攻击要求, 设计了基于虚拟目标的两阶段复合制导规律。在敌区防御系统杀伤拦截范围边界处设置多个虚拟目标点, 将导弹制导过程分为中、末制导段。中制导段采用具有终端角度和攻击时间约束的制导律, 实现多导弹以设定时间及角度到达虚拟目标点, 将导弹到达虚拟目标时的状态设定为末制导初始状态, 完成中、末制导交接。末制导段将时间可控制导律与一致性协调算法相结合, 实现导弹协同齐射攻击的分散化协调。仿真结果表明该复合制导律能够有效地多角度、高突防地协同齐射打击目标。

针对光电设备在部队日常训练中缺乏合作目标的问题,提出了一种基于计算机处理的虚拟跟踪图像生成算法,该算法根据目标的理论弹道、目标类型、目标特征参数及目标的三视图,结合光电设备转台位置信息生成虚拟目标跟踪图像.该算法有效解决了在部队的日常训练中无合作目标的问题,在生成虚拟图像后,可让操作人员根据虚拟跟踪图像对设备进行操作,完成日常训练.同时,在算法的研究过程中充分考虑处理耗时,在经过算法优化后,虚拟跟踪图像生成算法的耗时在5~6 ms左右,针对标准PAL制式的模拟图像25 Hz的周期,可完成对虚拟跟踪图像的生成.对虚拟图像进行判读,计算虚拟图像的目标位置精度为1″左右,满足部队日常训练使用要求.

新一代近距格斗空空导弹具有机动能力强、制导精度高的特点, 可用于舰载垂直发射进行近程反导拦截作战。建立了垂直发射的三自由度弹道仿真数学模型, 针对近距格斗空空导弹用于舰空反导拦截时初始段存在的探测与制导问题, 提出了一种工程上易于实现的导引策略: 利用目标方向信息, 在探测线上构建随导弹移动的虚拟目标运动, 用虚拟目标将垂直发射的导弹按比例导引律引向来袭目标, 在弹目接近过程中, 导引头完成对弱小目标的稳定截获并随即转入末制导段。最后对想定条件下的反导拦截进行了仿真分析, 验证了该导引策略有效性。

对于不同的地面目标，以不同的着角命中目标，可大幅提高制导滑翔炸弹的毁伤效能，虚拟比例末制导律是实现这一目的的有效途径。其实现方法是：按照距离和角度约束公式，计算出虚拟目标的坐标，采用比例制导律引导制导滑翔炸弹飞向虚拟目标。距离约束保证了制导滑翔炸弹、虚拟目标和目标在命中时刻重合，角度约束保证了前两者以给定着角接近目标，最终保证脱靶量和着角满足要求。通过数字仿真，最大着角超过80°，着角误差小于5°。此方法只需要制导滑翔炸弹的坐标、速度以及目标坐标信息就可实现，所需信息量小，且形式简单、计算量小、工程上易于实现。