基于MPC方法无人机避障路径规划研究

无人机大多依靠规划好的航路飞行,面对复杂的、不可预知的飞行环境,有效的自主障碍规避能力对提高飞行安全十分必要。针对无人机飞行过程中机动障碍物的避障问题,提出了一种MPC避障路径规划方法。构造障碍物预测模型、一阶指数参考轨迹生成方法、并提出了能力-时间组合最优为目标的滚动优化模型,有效解决了在运动障碍物作用下,无人机运动轨迹安全、平滑的动态规划问题。二维和三维空间仿真结果表明,所提方法是有效的。     

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。     

高空长航时无人机编队协同侦察任务规划

针对高空长航时无人机侦察任务规划特点,分析了高空长航时无人机执行侦察任务过程中的飞行航线约束和通信条件约束,以最小化无人机总飞行航程和最终编队飞行时间为优化目标,建立无人机编队协同侦察任务规划问题模型。同以往的通用侦察任务模型相比,该模型突出考虑了高空长航时无人机执行侦察任务过程的特点。以基本粒子群算法为基础,通过粒子群离散化和结合遗传算法进行改进,使其适用于求解复杂组合优化问题。仿真结果验证了算法求解复杂任务规划问题的有效性。     

无人机电子干扰条件下的路径规划

针对机载预警雷达结合地面雷达对低空突防无人机构成的严重威胁,提出一种基于A*算法的路径规划算法.该算法分析了电子干扰和无人机RCS对雷达探测空间的影响,建立了新的雷达探测空间模型和威胁模型进行路径规划,将A*算法应用于无人机的路径规划过程.在此基础上给出了应用该方法的具体步骤,并进行了MATLAB仿真.仿真结果表明:考虑电子干扰对雷达威胁区域影响的情况下规划的飞行路径飞行器能有效回避威胁,有效提高无人机的低空突防能力.     

三架固定翼无人机协同编队飞行避障策略

针对无人机编队执行空战任务过程中存在无人机之间以及无人机与障碍物发生碰撞的问题，提出单向网络连接结构的多无人机避障算法和基于人工势场的控制方法，同时应用于无人机编队避障控制。以三架无人机构成的正三角形编队作为控制体，同时以长机的运动轨迹作为期望路径，长机提供僚机飞行信息，僚机接受信息保持编队飞行。多无人机编队发现障碍物到避障完成的过程包括编队集结、松散队形、最终恢复集结正三角形编队。仿真实验结果表明，所提避障控制策略能够确保编队收敛于期望的队形和稳定飞行状态。     

基于神经网络自适应PID的无人机编队避障飞行控制研究

针对无人机编队避障飞行控制难题,研究了无人机编队避障航迹规划与智能控制技术.首先,提出一种基于改进人工势场法的无人机编队航迹规划算法,利用改进势场函数和引入"随机波动"法等手段,解决了传统人工势场法用于无人机编队航迹规划时遇到的无法到达目标点以及局部最小值问题,并提升了传统算法航迹规划的快速性和鲁棒性.其次,设计了一种...     

面向协同区域反恐侦察的无人机集群规划与控制

以无人机集群协同侦察多个区域内潜在的恐怖分子为背景,提出了一种基于贪婪算法的求解思路,设计了任务分配-路径规划-跟踪控制的算法流程,解决了面向协同区域反恐侦察的无人机集群规划与控制问题。首先,设计任务分配算法,为无人机分配任务区域,解决多无人机多目标的任务分配问题;然后,每一架无人机进行路径规划,生成从当前点到任务区域以及在任务区域侦察的组合路径;再使用追踪虚拟目标点的方法,使无人机沿着规划航线飞行。任务分配-路径规划-跟踪控制在线滚动执行,使无人机集群协同执行反恐侦察任务。对上述算法进行了数值仿真,并基于开源仿真平台搭建复合翼无人机协同仿真环境,进一步验证了算法流程。     

基于多优化策略RRT的无人机实时航线规划

研究无人机在复杂战场环境中的实时航线规划问题。提出一种基于多优化策略RRT的无人机实时航线规划算法,解决了无人机在敌方雷达威胁密集部署环境下,面对突发威胁实时规划航线,实现安全飞行的问题。首先精确建立防空雷达模型,有效压缩雷达威胁空间;进一步设计基于目标启发的优化策略使算法能够快速收敛。采用冗余节点裁剪的策略减小航线长度,提高航线平滑性。仿真结果表明,该算法能够有效规避突发威胁,生成航线优化性良好。基于多优化策略RRT的无人机实时航线规划算法具备良好的实时性和优化性,能够满足复杂环境下无人机的安全飞行要求。     

基于多项式拟合的无人机攻击路径规划

针对具有终端约束的无人机攻击路径规划问题,提出了一种基于多项式拟合的路径规划方法。首先,通过分析敌方防空雷达的探测过程和敌方防空武器的攻击过程,给出了无人机突破敌方防空的威胁代价计算模型。然后,对无人机攻击目标时的终端约束条件进行了研究。最后,推导了具有终端约束条件的基于多项式拟合的无人机路径规划方法。运用遗传算法对路径规划问题进行了仿真。仿真表明算法能够对具有终端约束条件的无人机路径规划问题进行求解,获得的路径满足该规划问题的性能约束条件。     

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。     

基于网关的LVC互操作研究

仿真体系结构解决了各自领域内仿真资源的互操作问题,而体系结构间的互操作是解决多种仿真资源互操作的有效方法.由于通信协议、中间件和对象模型的不同,体系结构间不能直接进行信息交互.对象模型间的相同点是异构仿真系统间互操作的基础.建立异构系统对象模型与通用数据交换模型的映射关系,通过模型转换实现各异构系统间的数据交互,最后通过"点对点"和通用网关间的时延比较,总结了通用网关的性能特点.     

基于信息折合的CMSR方法研究

计数法和计量法是对产品可靠性评估的两种不同方法。通过仿真,比较了它们对正态单元双边可靠性评估的效率,发现对可靠性要求很高的产品,计量法优于计数法。进一步研究了基于信息析合的CMSR方法,通过仿真检验,证明了此种方法在样本量较小时是实用的。     

基于价值的指挥主体作战指挥行为评估

作战指挥行为是作战指挥理论的一个重要方面。在明确了其概念后,将价值这一概念引入作战指挥行为评估,认为价值的创造主体是作战指挥行为,并以此作为评估的基础。最后,利用数据挖掘中的关联规则实现评估的量化,并结合案例说明该方法的有效性。     

基于知识的模型表示研究

基于知识的模型表示是信息管理系统,特别是决策支持系统(DSS)的基础。根据模型管理和模型建立动态性原则的要求,提出了模型知识化的框架表示法,并给出了应用实例。     

基于Petri网的案例推理研究

介绍Petri网的知识表示方法以及案例推理机制的相关内容,提出了一种基于Petri网的案例推理模型,给出了相应的案例检索匹配算法,并将该模型和检索算法应用到网络攻防态势推演系统中,最后重点介绍了该系统的案例库的知识表示。     

基于本体的异构信息查询技术研究

将本体应用于异构信息集成领域,提出了基于混合本体的信息集成框架,并结合实际对基于本体的查询处理问题进行了研究,通过实例验证了该信息集成框架的可行性.     

基于能力匹配的网络化防空作战联盟生成研究

作战联盟用于描述网络化防空作战的组织框架,其生成问题是研究网络化防空作战协同的基础。首先从任务、联盟表达、能力含义等方面对防空作战联盟问题进行了描述;然后从防空作战节点与面临任务在能力上的供需关系出发,建立匹配、匹配域、能力裕度等相关观念,并依据防空作战联盟形成的不同准则,分别建立基于能力裕度最大和基于执行节点数最少两个NADOC生成问题的约束优化模型;最后通过案例对模型进行了验证分析。     

基于步态特征的人体身份识别

步态识别是一种新兴的生物特征识别技术,具有广泛的应用前景.首先,给出了步态识别的特点;其次,根据步态序列图像的预处理、特征处理和识别分类三个阶段,阐述了目前所采用的主要技术及各种技术的主要优缺点;最后,提出了步态识别的应用前景和目前存在的主要问题.     

基于贝叶斯分类器的目标价值等级分析

现代战争作战目标繁多,从目标价值角度对目标的重要程度进行评估,建立了基于朴素贝叶斯分类器的目标价值评估模型,并利用基于无向完全图的贝叶斯分类器,将目标属性间的关系加入到评估模型中,为指挥员和决策机关的作战目标选择提供了科学的依据.     

New results on rendezvous search on the interval

In a rendezvous search problem, two players are placed in a network and must try to meet each other in the least possible expected time. We look at rendezvous search on a discrete interval in which the players are initially placed using independent draws (usually assumed to be from the same distribution). Some optimal solutions are known if this distribution is uniform, and also for certain other special types of distribution. In this article, we present two new results. First, we characterize the complete set of solutions for the uniform case, showing that all optimal strategies must have two specific properties (namely, of being swept and strictly geodesic). Second, we relate search strategies on the interval to proper binary trees, and use this correspondence to derive a recurrence relation for solutions to the symmetric rendezvous problem for any initial distribution. This relation allows us to solve any such problem computationally by dynamic programming. Finally, some ideas for future research are discussed. © Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 60: 454–467, 2013