生成对抗网络及其在无人系统中的应用

生成对抗网络（GAN）在无人系统多个层次上的应用提高了其智能化、自主化水平,具有巨大的应用价值和发展潜力。对GAN在无人系统技术中的应用进行了综合评述并且进行了展望。首先介绍了GAN的基本概念、训练方式和传统GAN的模型结构,并且从模型结构的变动、目标损失的变化以及适用的领域等方面详细介绍了深度卷积生成对抗网络（DCGAN）、循环生成对抗网络（CylcleGAN）、生成对抗模仿学习（GAIL）、序列生成对抗网络（SeqGAN）等GAN的8种衍生模型。接着概述了与无人系统OODA回路相关的智能感知、智能判断、智能决策、人机交互等方向上GAN方法的实际应用。最后基于无人系统共性技术的发展趋势,对GAN在无人系统的单体智能、多体或群体智能以及人机混合智能等方向上的应用进行了展望。     

基于多分支注意力改进的YOLOv5无人艇目标检测方法

针对水面无人艇目标检测类别多、尺寸小、形变大等难题,提出了基于多分支注意力改进的YOLOv5检测算法。首先提出了一种SAv2Attention模块,通过对通道的“复制-转换-合并”等处理,实现卷积层通道间与通道内特征融合,提升网络的局部感受野,然后将其嵌入到YOLOv5网络,最后在构建的真实海试数据集上进行了大量对比实验。结果表明,SAv2Attention可有效提升YOLOv5的检测精度,典型海面目标数据集上,mAP@0.5检测精度达到94.6%,mAP@0.5:0.95检测精度达到60.9%,相较于原生算法分别提高1.4%和3%,对小尺寸目标平均检测率APS提升4.3%,证明所提方法能有效提升无人艇对水面小目标的检测能力。     

基于神经网络的跨介质飞行器水面弹跳运动参数快速预测方法

为进一步提高跨介质飞行器水面弹跳运动参数的计算效率,提出基于线性多元回归、反向传播神经网络及径向基函数神经网络的水面弹跳运动特性近似模型,对弹跳后运动参数进行快速预测。首先,建立跨介质飞行器水面弹跳数值仿真分析模型,对模型进行校验。其次,基于上述三种预测算法,以飞行器水面弹跳初始俯仰角、弹道倾角和速度作为输入值,预测其在水面弹跳运动中的末速度。结果表明：径向基函数神经网络算法对跨介质飞行器水面弹跳中的末速度预测的性能表现最优,与数值仿真速度值对比,回归系数为0.988,模型精度与速度预测结果可信性较高;速度预测值与数值计算的平均残差保持在8.39%以内,残差范围保持在±15 m/s以内,对跨介质飞行器水面弹跳运动研究具有参考价值。     

水面舰艇的贴身武器——深水炸弹

深水炸弹(简称深弹)是一种能在水下一定的深度或与目标相遇而爆炸的水中炸弹,主要用于攻击潜艇,也可以用来开辟雷区通道或者攻击其他目标,是有效的近距离反潜武器。深水炸弹由水面舰艇或飞机投放,也可以由反潜导弹携带。反潜鱼雷、反潜导弹的问世,曾一度对深水炸弹的发展造成冲击。近年来,由于浅水反潜作战的需要,深水炸弹重新得到重视并取得了深入发展。深弹的分类和组成通常深弹按携带方式分为航空深弹和舰用深弹两类。航空深弹由直升机或反潜飞机投放。舰用深弹按投射方式分为投放式深弹和发射式深弹。发射式深弹,按发射原理分为发射药发…     

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(Invasiv...     

基于AKF的无人水翼航行器纵向姿态控制研究

无人水翼航行器在运行过程中会受到海浪干扰,使得无人水翼航行器姿态控制效果变差,而传统卡尔曼滤波(KF)过程噪声矩阵为固定值,在复杂海况下滤波效果并不理想。针对上述问题,基于一种无人水翼航行器,首先建立了其纵向运动数学模型,并设计了纵向姿态LQR控制器。然后设计了一种基于新息卡方检验值的自适应卡尔曼滤波(AKF),以自适应调节过程噪声矩阵,并将AKF用于对系统反馈状态进行最优估计。通过仿真验证了基于AKF的纵向姿态控制器,能够有效抑制海浪干扰,可以使无人水翼航行器在海浪中平稳运行。     

近自由面串列超空泡航行体的流动特性研究

近自由面串列超空泡航行体的多相流动现象非常复杂,涉及了自由面与空泡的耦合作用以及2个甚至多个超空泡流场的相互干扰。采用VOF方法数值模拟了不同浸没深度条件下串列航行体的多相流动,获得了串列航行体的超空泡演化特性和流场分布特性,分析了自由面对超空泡形态及波浪特征高度的影响。研究结果表明：串列双航行体的超空泡在发展过程中出现了2个超空泡互相融合与分离、尾空泡溃灭等现象;超空泡流场的彼此相互作用导致后发航行体进入了前发航行体的超空泡内部,导致后发航行体受到的阻力减小,航行体的串列布置使后发航行体实现了减阻效果;浸没深度较小时,自由面的作用明显,航行体的超空泡形态上下对称性较差,自由面兴起的波浪特征高度较大,前端高压区压力分布沿航行体中心线不对称。     

《无人系统技术》期刊征稿启事

《无人系统技术》期刊是由中国航天科工集团有限公司主管,北京海鹰科技情报硏究所主办,中国无人系统产业联盟(筹)、中国指挥与控制学会无人系统专业委员会、西北工业大学无人系统发展战略研究中心、西北工业大学无人系统技术研究院联合协办的学术期刊。现诚擊地向无人系统技术研究领域的专家学者、学木带头人以及致力于无人系统理论与技术创新研究的科技工作者约稿.