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。     

基于粒子群遗传算法的多无人机协同路径搜索

为解决不确定环境中多无人机路径搜索针对性不强、效率低问题,提出一种基于粒子群遗传算法的多无人机协同路径搜索方法.建立区域栅格图环境和搜索概率图模型,采取滚动预测的方式,提出使用协同粒子群遗传算法生成预测路径,通过适应度函数确定最优搜索路径,该路径满足无人机最小转弯半径限制,并能实现威胁区域规避和重点区域加强搜索.仿真结果验证了所提算法的有效性.     

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。     

基于加权侦察覆盖指数的无人机侦察航路评价

利用无人机瞬时探测范围和无人机对雷达定位精度构建无人机有效可定位区。综合预定区域目标存在概率和沿侦察航路飞行无人机有效可定位区对栅格侦察覆盖指数,构建加权侦察覆盖指数指标。基于加权侦察覆盖指数,对无人机侦察航路优劣进行评价。     

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.     

无人机集群智能的生成样式研究

无人机集群作战是未来的重要作战方式。无人机集群智能的生成模式及其应用实现途径等智能生成样式问题研究是无人机集群作战编成确定和作战运用设计的基础支撑。归纳提出了无人机集群智能的集中式、仿生行为式和功能分布式生成模式,并从总体上探讨了相应的应用实现途径;提出了基于平行系统架构的战中任务调整和航路再规划智能效果实现途径;研究提出了仿生行为智能涌现运用于陌生环境下航路搜索、攻击与优化的方法途径。     

多UAV协同区域覆盖侦察方法

针对多UAV对未知区域的协同覆盖侦察问题,提出了将STC算法与在线局部调整策略相结合的区域覆盖侦察方法.通过建立无重叠覆盖区域的闭合路径,最小化了重复侦察区域,缩短了任务执行时间;通过在线局部调整保证了只要有一架UAV不出现故障,侦察任务就可以正常进行.仿真结果表明,该方法能够有效解决多UAV协同区域覆盖侦察问题,方法...     

基于航迹消除与策略迭代的无人机集群区域目标搜索方法

无人机集群区域搜索在军事领域以及民用领域的搜救、巡逻、监测、环境勘测等方面有着广泛的应用,但如何保证不同场景下无人机集群搜索方法的效率问题依然是个难题。为了更好地解决搜索目标先验信息已知的无障碍区域内多无人机集群搜索航迹规划问题,提高无人机集群搜索效率,本文根据目标区域热度以及传感器探测概率等先验信息,提出了一种基于无人机航迹消除策略的概率计算方法,并在此基础上结合策略迭代算法动态规划无人机航迹,找到单个无人机航迹覆盖率最优策略;进而通过适当组合顺序实现无人机集群区域目标搜索整体覆盖率最优;最后,通过仿真计算验证了算法的有效性。     

基于多Agent无人机协同侦察任务规划模型

建立了多无人机协同侦察任务规划模型,在考虑侦察时间间隔约束和目标载荷需求基础上,给出了位于不同基地的无人机优化部署和调度策略,并提出了基于多Agent的优化搜索仿真算法,利用Matlab实现了无人机优化配置和任务规划模型,得出了无人机优化配置和任务规划方案,最后分析了模型算法存在的某些不足,提出了模型改进的方向。     

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。     

不确定环境下无人机区域目标搜索及载荷参数影响

针对不确定环境下无人机区域搜索问题,建立了实时探测更新的搜索方法,提出了机载光电载荷参数优化配置策略。建立了基于二维离散网格的无人机区域搜索模型,采用概率地图描述目标信息的实时获取与更新;引入不确定度指标、目标网格的重访和网格探测次数控制,建立搜索目标函数;建立了基于粒子群算法的搜索路径滚动优化方法;通过对任务区域平均探测时间步数和误判概率的估计分析,建立了机载光电载荷参数优化配置策略。使用蒙特卡洛方法验证了区域搜索方法的有效性和光电载荷参数配置对搜索效率、误判概率的影响。     

异构资源类型下多无人机任务分配

针对多无人机在执行侦察、打击任务的过程中携带任务资源的异构性,以及任务对于异构资源的要求,设计了一种改进的基于共识的捆绑算法(consensus-based bundle algorithm, CBBA)。考虑任务价值、任务执行时间窗以及航程代价等条件建立了多无人机对地目标侦察、打击任务分配模型。利用K-medoids聚类分析方法对多无人机进行基于距离和携带资源平衡的聚类,以解决多无人机对于异构资源类型的要求。对打击任务进行子任务生成,并利用改进后的CBBA求解所建立的任务分配模型,通过对比仿真实验验证了算法的可行性和有效性。     

基于STK的“全球鹰”无人机成像侦察能力分析与仿真

对"全球鹰"无人机成像侦察载荷能力进行了分析与仿真。首先,总结"全球鹰"无人机侦察载荷的发展历程;其次对"全球鹰"载光电、红外、SAR 3种侦察设备以及MP-RTIP雷达进行了介绍;最后采用STK(Satellite Tool Kit)软件建立相应的场景,对"全球鹰"侦察能力进行可视化仿真设计,得出在同一航线条件下,不同传感器对固定区域的平均覆盖比率不同;仿真结果表明,"全球鹰"无人机采取的侦察航线会对传感器的工作效果产生影响,在作战中,要根据战场实际情况选择合适的传感器。     

基于伪谱法的无人机集群飞行路径规划

针对多无人机协同飞行情况下的路径规划问题,为了解决传统路径规划算法搜索效率低、难以处理复杂约束的缺点,提出了一种基于Radau伪谱法的无人机集群路径规划方法.首先,建立了无人机的动力学模型,考虑了集群飞行过程中的约束条件,将其转化为非线性约束;然后,确定了路径规划的性能指标,建立了无人机集群路径规划的最优控制模型;最后...     

舰载无人机与舰载预警直升机协同对海搜索?

针对舰载预警直升机对海搜索存在的问题,以提高舰载预警直升机对海搜索的隐蔽性与安全性为目标,结合舰载无人机被动探测区的特点,提出了舰载预警直升机机载雷达断续主动搜索与舰载无人机“Z”字形航线被动搜索相结合的协同对海搜索方式与策略,并给出了舰载预警直升机断续搜索周期计算模型及舰载无人机“Z”字形航线要素计算模型,通过仿真计算,验证了该协同方式的有效性,为舰载无人机与舰载预警直升机协同对海搜索提供了方法和依据。     

基于MMTSP算法的多无人机协同侦察路径优化

针对多无人机协同侦察路径优化问题,构建了一种有返回的多旅行商、多出发地的MMTSP数学模型。首先将敌方目标的雷达监控区域外边界进行离散化并确定出基地到外边界离散点、外边界离散点到外边界离散点、目标到外边界离散点、目标到目标之间的有效路径;然后根据有效路径以及相关的约束条件,建立以无人机滞留于敌方雷达侦察区域内时间和最小为目标的MMTSP优化模型;最后利用2次遗传算法对MMTSP模型进行求解,并通过实例分析说明了该模型和方法的有效性。     

无人机侦察效能研究

携带侦察设备对指定区域进行侦察是无人机在现代战场上的重要应用之一。以无人机为平台,以CCD摄像机为侦察设备,提供了一种无人机执行侦察任务时的效能评估模型。在给出了无人机及侦察设备模型的基础上,从影响无人机的侦察能力和侦察代价两个方面着手,建立了对无人机侦察方案进行效能评估的模型,从而解决了侦察方案优劣的评价问题,这对无人机高效的执行侦察任务提供了理论决策依据。     

任务请求模式下无人机战场态势显示系统设计

任务请求模式是高空长航时无人机重要的作战使用模式,该模式下无人机侦察数据的判读和综合信息的显示存在着判读数据和综合信息所需的背景情报分散、目标关联困难等问题,需要将无人机的侦察数据、无人机综合信息与战场态势等相关背景信息进行情报结合和关联显示。为此,通过分析任务请求模式下高空长航时无人机作战模式和态势信息流程,总结该作战模式下无人机态势信息显示的可行性需求,进行了任务请求模式下无人机战场态势显示系统的概要设计。该系统利用通用战场态势等背景信息辅助进行无人机侦察数据的判读和综合信息的显示,可有效辅助无人机侦察任务的开展和执行。     

针对重点任务航线保障的预警机航线规划

针对重点任务航线保障的预警机航线规划问题,根据重点任务航线的长度以及单架预警机的探测能力,提出了一种分段探测的预警机航线规划方法。该方法按照重点任务航线外接圆和预警机稳定覆盖区域的大小,本着节约预警机资源的原则对重点任务航线进行分段;每段航线分别利用一架预警机进行保障,在最大程度减少重点任务进入预警机的空间盲区和多普勒速度盲区的前提下,建立预警机航线的最优化模型;利用粒子群优化算法求解该模型,得到最优的针对重点任务保障的预警机航线规划。仿真实验结果证明了文中提出的针对重点任务保障的预警机航线规划方法的有效性。     

基于进化算法的雷达对抗侦察无人机航路规划

雷达对抗侦察无人机在执行任务前要根据战场环境预先规划好最优路径。全面考虑战场环境威胁约束、机动性能约束和侦察任务约束,综合轮盘法、最优保存策略和6种进化算子形成进化算法,并对航路规划问题进行求解。仿真结果表明,利用约束量化方法和进化算法对雷达对抗侦察无人机进行航路规划是可行的。