复杂海战场环境下AUV全局路径规划方法

针对无人自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle, AUV)在复杂海战场环境中路径规划时环境模型复杂、约束条件多的情况,建立了包括战场地形、敌方威胁、障碍物和海流场等在内的比较完善的海战场环境模型。以AUV航行时间、威胁时间最短为优化目标,给出了一种基于振荡型入侵野草优化(Invasive Weeds Optimization, IWO)算法的AUV全局路径规划方法,并分别与标准IWO算法、全振荡型IWO算法以及粒子群算法等三种路径规划算法比较。仿真结果表明,所提方法具有较强的寻优能力和鲁棒性,可在复杂海战场环境下为AUV高效地规划出满足性能要求的航行路径。     

基于智能体技术的CGF行为模拟研究

为了有效模拟CGF物理行为和智能行为的不同特性,提出了一个复合CGF智能体模型,将CGF的行为模拟分为认知、内部环境、规划决策和行动四个模块,该模型综合了反应式行为模式和基于规划模式两方面优点.利用行为模式采用层次化方法建立CGF物理行为模型,使CGF智能体能对动态战场环境做出灵活的反应.结合CGF不同类型任务规划决策方法的分析介绍了基于规划模式的CGF智能行为模拟方法,使CGF智能体能按照战术原则进行作战任务规划.采用基于军事命令控制结构对CGF进行组织和控制,为CGF间的指挥协同提供了与实际作战环境相似的框架.     

基于路径-博弈混合策略的无人机空战机动决策

针对无人机的自主空战机动决策问题,设计了基于路径-博弈混合策略的决策算法。首先根据无人机飞行控制过程中,水平机动和垂直机动可以解耦的原理,提出了相解耦的自主决策机制,使用路径规划实现水平机动决策,使用博弈理论实现垂直机动决策。为提升决策环境的灵活性,设计了能够自适应调整规划范围和分辨率的动态栅格环境。基于QL算法设计路径规划模型,并使用双Q表学习机制改进算法,有效提升了路径规划质量。基于纳什均衡理论构建垂直机动算法模型,根据不同的态势环境设计了代价计算函数,实现了无人机的垂直机动决策。最后,针对一对一空战对抗情景开展仿真验证,验证了算法的有效性,相对于传统基于三维规划空间下的机动决策,可有效缩短规划耗时,提升规划品质。     

一种基于回旋曲线的局部路径规划方法

基于回旋曲线路径模型的局部路径规划方法,将规划算法分为离线和在线两部分。离线计算通过建立轨迹空间与栅格单元映射关系获得搜索图,以文件形式存储。在线规划以局部环境地图栅格单元占有情况为依据,获得可行轨迹空间,然后采用A*搜索算法,获得最优局部路径。仿真实验表明,在障碍稀疏环境中,所提出的方法能够规划出局部路径,且规划耗时满足实时性运行需求;参数离散化导致所提出规划方法的完备性不足,对于复杂环境可能无法规划出可行路径。     

基于雾计算的路网-野区路径规划研究

针对路网、野区联合路径规划需求,提出了在雾计算平台上的路网-野区无缝衔接的路径规划方法,适用于路径规划区域同时覆盖城市道路与野区的情况.综合雾计算的特点,分析了路网-野区路径规划服务的应用方式.提出了适用于路网-野区环境下的启发函数,提供路径最短、时间最短两种模式的路径寻优算法.仿真和试验结果表明所提供的基于雾计算的路网-野区路径规划方法的可行性,能够满足路网-野区的路径规划需求.     

一种面向多制式路径规划的网络模型

随着综合交通运输与导航应用技术的发展,综合利用多种交通方式实施路径规划的应用需求日益迫切,传统的单一制式路径规划系统与服务正在向多制式的方向发展.然而,传统的路径规划模型与算法难以直接应用在多制式的条件下.针对多制式路径规划的特点,构建合理的数据模型是解决该问题的基础.为此,提出了制式切换点的概念,并以此为基础建立了包含多制式图集合、顶点属性表和切换点矩阵三个主要部分的多制式网络模型,并在真实的城市道路网数据集上进行了多制式网络构建实验.该工作能够从理论和实践两个方面为多制式路径规划算法的设计提供基础性的技术支持.     

人工蜂群算法及其在路径寻优问题上的应用

针对多旋翼无人机路径寻优问题,结合人工蜂群算法的特点,提出一种改进的人工蜂群算法,根据飞行原理,建立飞行环境矢量化模型,并对其飞行过程的相关约束条件综合分析,结合路径规划的目的与要求构建出路径规划的目标函数模型,利用人工蜂群算法结构清晰、自适应能力强等特点,实现多旋翼无人机路径规划算法,并结合相关寻优手段对算法进行改进,以增强算法的寻优能力。     

复杂环境下多UAV协同可飞行路径规划研究

为了实现复杂环境下多UAV协同可飞行路径规划,提出了一种基于PH曲线的路径规划算法,考虑了协同的时间和角度约束。首先,研究了PH路径长度与路径参数之间的关系,给出了简单实用的实现多UAV到达目标点处的时间和角度协同规划方法。同时,当UAV需避障时,将速度障碍法与PH路径规划相结合实现路径重规划,并以重规划路径为参考路径,通过速度或路径生成参数控制,实现多UAV协同。     

障碍环境下队形可变编队的路径规划方法研究

面向机器人编队探索和侦察等任务,系统期望保持队形以保障任务效能,但障碍环境下队形保持可能引起路径长度增加,甚至没有可行路径。为了综合考虑队形保持、路径长度及路径存在性,提出一种队形可变编队的路径规划方法,为编队跟踪控制提供一条全局参考路径。首先,分别依据个体的占据空间和编队的占据空间,对障碍进行两次膨胀,获得包含硬障碍和软障碍的路径规划构型空间。然后,在基于A*的路径规划框架下,构建包含路径长度和软障碍穿越距离的加权代价函数,以获得多指标权衡的路径。最后,不同权重对比试验表明,所提算法对不同障碍环境具有更好的适应性,通过权重设定能获得满足不同需求的可行解,可以为编队提供满意的全局路径。同时,随机场景测试试验验证了算法具有良好的鲁棒性。提出的编队路径规划方法可以引导机器人编队在复杂环境下更安全和快速地完成任务。     

基于通行性分析的分层越野路径规划方法

面向陆战场兵力机动过程中存在的大范围地域越野路径规划需求,研究并设计了基于通行性分析的分层越野路径规划方法。该方法聚焦大范围地域路径规划效率和可行性,提出一种分层规划方法,通过构建两种不同分辨率的地图栅格实现分层路径规划,并结合地表覆盖和地表粗糙度进行区域通行性分析,针对性构建了A*算法的估价函数。仿真实验结果表明,该路径规划方法能够有效提升算法效率,越野路径规划结果合理可行。     

面向半实物仿真设计的环节及传递关系建模方法研究

为简化半实物仿真方式在复杂装备维修训练中的建模过程,提出了一种基于环节及传递关系的建模方法．在分析半实物仿真建模过程与目标的基础上,确立了模型的建模思路与基本元素,以实装电路半实物仿真建模为例介绍了模型的建模方法与步骤,并对模型进行了定性分析．模型的半实物仿真设计验证了建模方法的适用性,为复杂系统半实物仿真模型的构建提供了一种新的选择．     

基于多分辨率的空军作战仿真建模研究

多分辨率建模技术是近年来建模与仿真领域研究的热点之一。首先分析了空军作战仿真面临的新挑战,指出多分辨率建模技术是解决现代作战仿真的有效方法;再在解析多分辨率建模相关概念的基础上,分析了空军作战仿真多分辨率建模的必要性;最后,采用面向实体的分析方法给出了空军作战仿真模型体系,并对模型聚合解聚问题进行了分析。     

基于HPTFN的网络化指挥信息系统效能评估模型

为了从系统工程和军事需求的角度提出一套综合的网络化指挥信息系统效能评估模型,在分析当前评估模型研究现状的基础上,给出评估建模应该遵循的原则。提出一种新的基于类投影型三角模糊数的网络化指挥信息系统效能评估建模方法,并对其建模原理进行详细分析。结合3个单位某系统实际,对评估模型方案予以验证,较好地说明了该模型的可行性和有效性,为网络化指挥信息系统效能评估和优化建设提供指导。     

基于Web服务的作战仿真模型一体化建模与验证

作战仿真实体一体化建模的结果是生成能够便于计算机实现的作战实体类的组件模型,目的是提高模型的重用性和建模质量,使模型开发向标准化、规范化方向发展。主要论述基于一体化建模的作战仿真实体模型开发方法和过程,从模型转换的正向工程和逆向工程两个思路来阐述实体仿真模型一体化建模过程,采用基于模型驱动架构MDA(Model Driven Architecture)的作战仿真系统开发方法,并通过Web服务的方式实现建模、仿真与体系对抗的一体化,屏蔽操作系统、软件、应用程序和数据间的异构性。     

基于Web服务的军事仿真模型一体化建模与验证

作战仿真实体一体化建模的结果是生成能够便于计算机实现的作战实体类的组件模型,其目的是提高模型的重用性和建模质量,使模型开发向标准化、规范化方向发展。本文主要论述基于一体化建模的作战仿真实体模型开发方法和过程,从模型转换的正向工程和逆向工程两个思路来阐述实体仿真模型一体化建模过程,采用基于模型驱动体系MDA (Model Driven Architecture）的作战仿真系统开发方法,并通过Web服务的方式实现建模、仿真与体系对抗的一体化,屏蔽操作系统、软件、应用程序和数据间的异构性。     

分队战术训练仿真系统CGF技术

计算机生成兵力(CGF)是攻防对抗作战仿真的重要组成部分和重点研究内容,也是分队战术训练仿真系统的一个重要技术支撑。给出了仿真系统中CGF实体在基于HLA协议下的功能结构和拓扑结构,介绍了仿真系统中CGF建模所研究的内容和实体建模技术,最后指出了将人工智能技术应用于CGF实体行为决策建模的思路。     

基于模板的军事概念模型描述与设计

首先分析军事概念建模存在的问题,然后提出两个阶段、四个步骤的建模思路,在此基础上通过基于模板的概念模型描述方法,将概念建模区分为实体元模型、动作元模型、关系元模型、属性元模型和数据元模型,通过对上述元模型的建模完成对仿真对象的概念建模。     

超短波电台网模型研究

超短波通信是军事通信中广泛应用的通信方式,如何根据应用需要建立适合的网络与通信模型是作战建模与仿真中经常遇到和需要解决的问题。分析了当前超短波通信建模研究的现状,在详细探讨建模需求的基础上,提出了超短波电台网网络模型,给出了有效通信距离简化模型,以及考虑战场电磁环境和地理环境的通信链路质量模型,最后进行了仿真实验验证。该模型能够有效解决作战模拟中超短波通信效果对于作战效能影响分析的问题,简化了模型设计,提高了模型应用性,也为短波、微波、卫星等其他类型网络模型设计提供了参考建模方法。     

基于元模型的军事信息系统体系结构建模方法

为了实现不同体系结构框架方法论及体系结构工具下所开发体系结构的可理解、可比较、可交换,促进体系结构数据的共享和重用,提出了基于元模型的军事信息系统体系结构建模方法;以模型驱动体系结构(MDA)思想为基础,研究了体系结构元模型到支持体系结构建模语言的转换方法;设计了元模型规范下的体系结构建模的实现方法;以作战规则模型(OV - 6a)的IDEF0建模为例分析了转换方法所涉及核心规则的具体实现,说明了该方法的可行性和有效性.     

战斗建模中的作战Agent模型研究

围绕战斗建模中的作战Agent模型的实现问题,通过对坦克战斗过程的分析,提出了以属性建模、能力建模和行为机制建模为要点的作战Agent建模方法,并在此基础上建立了面向实际应用的作战Agent模型;通过推演实验和与兰切斯特方程的比较实验,验证了作战Agent模型在模拟和解释战斗活动时的可行性、有效性和可操作性。