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。     

基于买卖合同策略与PSO算法的异构UAV任务分配规划方法

针对PSO算法在初始化异构UAV协同任务分配效率不高、任务分配不均的问题,将PSO算法与买卖合同策略结合起来,运用买卖合同策略来调整PSO算法对异构UAV协同任务的初始分配,同时充分发挥PSO算法对多目标优化具有收敛速度快、寻优精度高等优势,有效解决了异构UAV对多类型任务规划的最优分配。仿真结果表明:该方法在保证任务分配合理的同时,能够有效解决多约束条件下异构UAV协同任务分配规划优化问题。     

基于改进ACO算法的多UAV协同航路规划

针对无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)在执行任务过程中遇到的诸如敌方防空火力、地形障碍及恶略天气等各类威胁源,采用威胁源概率分布的方法进行威胁的量化处理,构建任务空间的威胁概率密度分布图,有效消除了威胁源的差异性。根据UAV在任务飞行过程中的性能约束与时、空协同约束,同时考虑任务过程中UAV的损毁概率最小、任务航程最短,构建了相应的综合任务航路代价最优化目标函数。结合传统蚁群优化算法(Ant Colony Optimization,ACO)在解决此类问题中的不足,给出了相应的改进策略,提出采用协同多种群ACO进化策略来实现多UAV在满足时、空协同约束下的协同航路规划。通过相应的仿真计算表明,改进后的ACO协同多种群进化策略算法更适用于多UAV协同任务航路规划问题,具有一定的实用性。从而为多UAV协同任务航路规划问题的求解提供了科学的决策依据。     

区域目标搜索中基于改进RRT的UAV实时航迹规划

在线自主航迹规划是无人机(Unmanned Aerial Vehicles,UAV)执行区域目标搜索任务的有效保证.针对UAV区域搜索中航迹规划的实时性要求,提出了一种固定搜索模式和动态搜索模式相结合的UAV自主航迹规划框架.在快速扩展随机树(RRT)方法的基础上,通过改进随机扩展树的节点选择和引入启发式信息,提出了基于改进RRT的UAV实时搜索航迹规划算法,该算法能够有效降低在线航迹规划的时间代价和扩展节点数.仿真实验结果验证了本文方法的有效性.     

一种多UAV虚拟队形制导协同运动控制方法

针对多UAV协同运动控制问题,研究了一种非线性制导跟踪控制律,利用期望航迹和UAV的位置关系推导出侧向加速度表达式,在侧向加速度作用下实现对期望航迹的准确跟踪。提出了一种虚拟队形制导协同运动控制方法,首先设计了虚拟队形的期望航迹,采用非线性制导律实现多UAV对虚拟队形的航迹跟踪,在此基础上,通过协同成员间的通信建立位置误差控制方程,实现速度的补偿控制,将UAV调整到期望的队形位置上。仿真结果表明,该方法能有效实现多UAV的协同运动。     

基于满意决策的多UAV协同目标分配方法

目标分配是UAV自主控制的重要问题。提出了基于满意决策的多UAV协同的目标分配技术,为解决多UAV协同的目标分配问题和多机场起飞的UAV编队配置问题提供了一种新颖而有效的方法。重点对其中的满意集计算、联合满意度、拒绝度和选择度的建立和计算等关键问题进行了讨论。以压制敌防空火力任务为背景对该方法进行了仿真,并将本文提出的方法和其他方法做了比较,仿真结果表明基于满意决策的多UAV协同的目标分配方法在效率上有明显优势。     

多巡飞弹侦察/打击/评估一体协同方案设计

针对巡飞弹侦察/打击/评估作战模式,提出了一种基于预设航迹点的巡飞弹多任务协同策略。在分析作战任务模式的基础上,建立了基于时间协同的约束模型;针对不规则侦察区域,设计了区域侦察覆盖的飞行航迹,考虑威胁和障碍,采用改进的A*算法对巡飞弹的任务航迹进行了规划;以双弹协同实现"即打即评估"的协同任务模式为例,仿真计算和分析了协同策略的可行性,为未来网络化巡飞弹协同作战应用提供技术支撑。     

多枚反舰导弹协同攻击在线目标分配

针对反舰导弹群协同打击在线目标分配问题,在多枚导弹区域覆盖攻击的基础上,建立多枚导弹在线目标分配模型,通过导弹与导弹之间的即时数据交互能力实现多弹协同攻击在线目标分配。     

异构无人平台不规则区域协同侦察部署方法

针对未来无人化陆战场有人/无人混合编队中异构平台携带多型侦察装备的协同侦察部署问题,提出自适应粒子群-区域最优匹配（PSO-ROM）算法。采用参数自适应和局部变异方法对粒子群优化算法进行改进,并对异构平台中探测性能最优的多个同类型传感器进行优化部署;针对异构平台中的多个其他类型传感器,采用区域最优匹配算法,依次对尚未覆盖的空白区域进行优化部署,直至达到侦察部署目标。实验结果表明,采用PSO-ROM算法进行异构传感器不规则区域部署时,算法执行时间相对于传统粒子群算法平均缩短91%,覆盖率平均提升14.9%,各节点移动距离平均缩短0.65 km。采用PSO-ROM算法开展重要区域的多频谱覆盖时,雷达波段、可见光波段和红外波段的平均覆盖率分别为91.0%、94.3%和96.1%。当覆盖比F达到1.2时,待部署传感器资源的利用率已接近饱和,再增加更多的传感器资源将不会对覆盖率产生明显的改善效果。     

无人机多机协同侦察系统关键技术

无人机作为信息战中的核心平台之一已经广泛应用于情报侦察、战场监视以及地形测绘等领域,同时随着未来战争向信息化、网络化、体系化对抗的发展,单架无人机已无法满足情报侦察和战场监视任务中对复杂环境下信息、空间、时间的宽覆盖以及高分辨率需求,因此,无人机多协同或无人机与其他平台协同侦察将是未来战场上重要的军事侦察行动方式之一。回顾了无人机多机协同侦察的发展现状,讨论了多机协同侦察发展需要突破的关键技术。     

基于因子分解和光束法平差从航空序列图像恢复三维结构

从航空序列图像恢复目标三维结构是航空摄影测量的基本问题。针对现有算法中精度与计算量的矛盾,提出一种基于因子分解与光束法平差的新算法。作为因子分解与光束法平差的桥梁,提出基于"R T"模式共线方程的概念,详细推导了其线性化公式。仿真实验和真实图像实验表明,新算法精度高、稳定性好,可应用于航空测绘、虚拟现实、军事侦察等工程实践。     

通信对抗无人机集群侦察区域规划规则研究

侦察区域规划是通信对抗无人机集群智能侦察的首要任务.能否合理规划侦察区域,对通信对抗侦察任务的完成至关重要.通过研究侦察区域规划分配和动态调整流程,结合通信对抗战斗原则和相关军事经验,整理归纳出通信对抗无人机集群进行侦察区域规划的行为规则、判定规则和策略规则,并提出了规则的使用建议,构想了具体应用场景.     

基于复合CBR的炮兵侦察情报处理系统模型研究

本文针对当前炮兵侦察情报处理系统工作现状,指出了现有侦察情报处理系统所存在的问题和局限性,利用人工智能中的基于案例推理技术,建立起基于复合案例推理的炮兵侦察情报处理系统的模型。该模型详细地描述了炮兵侦察情报处理过程,克服了现有基于规则推理系统不易扩展和修改的弊端,具备更好的处理效果。     

贪心遗传算法解决一般武器-目标分配问题

一般武器-目标分配问题,是使武器发挥最大效能而使目标遭受最大毁伤的最优化问题.遗传算法广泛用于解决最优化问题.提出一种具有贪心优化机制的局部搜索方法,以提高遗传算法的搜索效率,从而迅速找到全局最优解.应用于炮兵武器-目标分配问题的仿真试验结果表明,此算法比现有的其他搜寻算法具有更好的求解效率.     

可见光侦察装备侦察功能仿真模型研究

为实现炮兵侦察装备作战运用仿真平台,根据可见光侦察装备侦察目标的基本程式,运用蒙特卡罗(Monte Carlo)方法,建立了基于电子地图的可见光侦察装备侦察功能仿真模型,并在Windows XP平台下,采用Delphi 7.0编写了仿真程序,最后通过一个仿真实例,验证了仿真模型的合理性和可操作性。     

基于侦察图像信息的目标提取和测量研究

光电侦察在战场侦察中具有非常重要的地位。但我军现有的光电侦察装备,仅仅能够记录侦察获得的图像信息,还不具有自动检测和提取图像中目标的能力,无法满足现代战争条件下战场侦察的需要。针对现有光电侦察的需求,采用改进的均值分割算法提取图像目标,进而采用空间滤波的方法滤除噪声,并利用游程连通性分析和计算形心坐标方法实现目标位置的提取和测量。     

电视侦察弹侦察效力的演化仿真优化研究

为了保证电视侦察弹能到达目标区域的上空并发挥最优的侦察效力,采用了基于遗传算法的启发式仿真优化方法来解决炮射电视侦察弹的优化使用问题.分析了电视侦察弹的主要影响因素,建立了用于计算目标侦察效力的仿真模型,引入了演化策略,实现了基于进化计算的启发式仿真优化系统,并求取了电视侦察弹的最大侦察效力及其主要影响因素的最优搭配....     

基于DoDAF的侦察卫星支援对海打击作战视图研究

侦察卫星是天基信息支援力量的重要组成部分,是实施海上远程精确打击的主要信息来源。优化侦察卫星支援对海打击作战体系,可以有效提高体系作战能力。基于OODA环描述了侦察卫星支援对海打击作战过程,参考DoDAF进行了侦察卫星支援对海打击作战视图研究,并构建了作战体系结构模型,对于优化侦察卫星支援对海打击体系顶层设计具有重要作用。     

成像侦察系统在低空侦察中的效能评估模型

情报侦察作为现代战争中的重要一环,已经成为世界强国争相角逐的领域.成像侦察系统是获取情报的关键利器.为研究其作战效能,以侦察机装载成像侦察系统为平台,将侦察地面目标的过程作为研究对象,运用马尔可夫随机过程理论,建立了成像侦察系统低空侦察过程的动态模型,提出了以“任务成功率”、“目标被侦察率”、“飞机损失率”指标作为最终...     

雷达对抗侦察装备作战能力的ANP幂指数评估方法

针对雷达对抗侦察装备综合作战能力对电磁环境的依赖性,提出一种基于网络层次分析法(Analytic Network Process,ANP)的雷达对抗侦察装备在不同电磁环境下作战能力的幂指数评估方法。通过对雷达对抗侦察装备作战任务及复杂电磁环境下的表现进行分析,确定装备作战能力指标;利用ANP分析各指标间的相互关系,计算出指标相对的权重;把该权重作为各指标的幂指数,计算雷达对抗侦察装备在不同电磁环境下的作战能力指数;最后结合某型装备多次不同环境下试验的数据,对该装备的综合作战能力进行评估。