基于模型预测控制的无人机避障路径规划方法

针对无人机飞行过程中避障问题,提出了一种基于模型预测控制的无人机避障路径规划方法。通过对无人机平台模型进行分析,构造了无人机状态空间预测模型。为保证路径规划过程输出的平稳性,采用一阶指数变化形式作为无人机飞行路径的参考轨迹。设计了预测模型调整策略,并给出了参数调整流程,以能力-时间组合最优为目标,建立了无人机避障路径优化模型,采用有限时域优化的滚动优化算法对无人机避障优化模型进行了求解。算例仿真结果表明,该算法可有效解决无人机飞行路径的避障问题。     

基于深度强化学习的无人机实时航迹规划

随着无人机技术的应用和发展,无人机执行任务的飞行环境愈发复杂多变,对无人机机动避障能力和航迹规划的实时性提出了更高的要求。基于泛化性较好、对环境依赖弱的深度强化学习算法,以雷达实时获取的障碍物地图信息为基础进行实时路径规划,针对二维航迹规划问题特点设计了连续奖励函数,解决了强化学习算法在二维平面航迹规划中奖励稀疏的问题;基于迁移学习的思想设计多个训练环境,并按任务的难易程度进行分步训练,降低了算法的训练难度,提高了训练效果,并使算法的收敛效果更加稳定。在实验中将SAC算法与目前主流的PPO和TD3算法进行对比,实验结果表明：SAC算法收敛速度快,实时性好,航迹平滑度更好。     

利用动态规划原理实现多冲量最优交会问题

多冲量最优交会问题是航天领域非常重要的一个研究方向,从运筹学角度将此问题转化为一个多阶段多维动态规划问题,并着重对多阶段二维动态规划进行分析研究。在给出状态方程及指标函数递推公式的基础上,得到了两冲量和三冲量交会问题最优解的求解算法,之后分别通过实例验证了算法的有效性。对于以地心角等参数为决策变量的更高维问题,讨论了利用进化算法等降维方法实现多维动态规划的思想。     

基于Legendre伪谱法的UGV避障路径规划

针对传统优化方法不易解决含有复杂动力学约束的路径规划问题,提出利用勒让德伪谱法(Legendre Pseudospectral Method,LPM)对地面无人驾驶器(unmanned ground vehicle,UGV)的避障路径规划进行研究。通过建立UGV的动力学模型和障碍物模型,整合了基于LPM的路径约束条件。最后应用以LPM为基础开发的MATLAB插件包DIDO,计算得出了优化路径。仿真实验中以UGV移动路径规划为例,设计实现了UGV的避障规划。仿真结果表明此方法具有较快的计算速度和准确性。     

地面车路径规划的参数化地图构建方法

对地面无人平台的路径规划同题而言,合理的环境地图构建方式对产生优化的规划结果至关重要.在分析地图构建方式与规划质量关系的基础上,依据障碍物已知的工作空间,提出了一种基于平面扫面的参数化地图构建算法,该方法通过对离散精度D、避障的最小安全距离ε、以及有效连通半径R,这3个参数的设定,优化环境地图生成,为地面车全局路径规划问题提供优质的环境建模方案.实验显示,基于该方法构建的地图,在降低计算复杂度的同时,也能产生优质的规划结果.     

最大面积避障矩形问题的解法

建立了在一个含有若干障碍点的矩形母域内求一个最大面积避障矩形问题的数学模型.通过分析避障矩形的几何特性,找到了求解这一含有0-1变量的非线性规划数学模型的一种特殊解法.     

基于松弛序列凸优化的轮式机器人协同轨迹规划

针对威胁环境下的多智能体协同轨迹规划问题,以轮式机器人为对象,研究了基于序列凸优化方法的协同轨迹规划方法。首先通过对轮式机器人模型的分析,给出单独轮式机器人实际物理约束,同时以状态量、控制量加权为性能指标,考虑运动学方程、避障避碰约束、个体物理性能约束、终端约束,建立多轮式机器人协同轨迹规划问题;其次,对运动学方程、避障避碰约束进行凸化,证明了满足凸化后的避障避碰约束的解也满足原始避障避碰约束,并进行了几何直观解释;然后,将凸优化子问题进行离散化与松弛化,采用序列凸优化架构进行问题求解;最后,通过数值仿真,对比了松弛序列凸优化方法与现有非线性优化求解器的求解效率。结果表明,松弛序列凸优化方法在尽可能保证最优性的同时大大缩短了计算时间,具有一定工程意义。     

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。     

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...     

基于改进蚁群算法的战时不确定性路径规划模型求解

战时路径规划的不确定性包括参数、约束条件和决策目标等的不确定性。以基本蚁群算法为基础，结合随机模拟和模糊模拟技术，提出了一种改进蚁群算法来求解战时不确定性路径规划问题，并通过仿真示例与其他算法进行了比较。结果表明：该算法求解效率更高，求解过程更为直观，能够满足战时不确定性路径规划问题的研究。     

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。     

基于集对分析方法的UUV威胁评估

UUV威胁评估问题是典型的不确定性军事问题,构建了多因素影响条件下的UUV威胁等级评估层次框架,利用集对分析方法以定量的形式对威胁评估问题进行了研究,针对UUV执行某种特定战术任务的简化情形进行了仿真计算,结果具有相当的可信性。     

基于任务的装备维修决策研究

以保证装备的任务成功性和任务后装备的战备完好性为目标,提出了基于任务的装备维修决策的概念,包括以任务成功性为中心的维修决策和以任务后装备战备完好性为中心的维修决策。分析了基于任务的装备维修决策过程;研究了基于任务的装备维修决策方法,主要包括装备任务描述模型、任务-功能-产品映射模型、产品任务功能故障分析方法、装备任务成功性评估模型、以任务成功性为中心的装备维修逻辑决策模型、以任务后装备战备完好性为中心的装备维修逻辑决策模型等;指出装备状态评估和预测、装备任务成功性评估是今后有待深入研究的问题。     

基于无线网络的军用ATE研究

传统的军用ATE采用传输电缆把信号采集传感器与测试仪器相连接.严重影响了设备的可移动性.为了取代军用ATE终端的连接电缆,提高部队的作战效能.所研究的ATE采用无线网络和计算机测量与控制技术满足了测试仪器在小范围内的可移动性,用蓝牙模块代替电缆,从而使ATE不受电缆长度和连接限制,易于转移和维护.为技术人员快速可靠的检测武器装备提供了便利.