融合分割点检测的在线机动轨迹识别方法

1

作者 魏政磊 董康生 +3 位作者 段耀泽 陈蔚 岑飞 周欢 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期20-33,共14页

为提高飞机机动识别方法精准度,提升识别过程的实时性,考虑到战术机动轨迹的动态性以及时序性,融合机动轨迹分割点检测方法,提出一种基于马氏距离度量动态时间规整神经网络的在线机动轨迹识别方法。首先,为防止训练的分割识别模型过拟合... 为提高飞机机动识别方法精准度,提升识别过程的实时性,考虑到战术机动轨迹的动态性以及时序性,融合机动轨迹分割点检测方法,提出一种基于马氏距离度量动态时间规整神经网络的在线机动轨迹识别方法。首先,为防止训练的分割识别模型过拟合,通过提取机动轨迹特征,将机动轨迹飞行参数转化为机动轨迹特征参数,同时构建了包括21种机动轨迹单元的机动库;然后,为快速分割机动轨迹单元,结合支持向量机和马氏距离,提出了一种基于马氏距离支持向量机的机动轨迹分割点检测方法;其次,为提高机动轨迹单元识别精度,结合基于改进马氏距离的动态时间规整与卷积神经网络,提出一种基于马氏距离度量动态时间规整神经网络的机动轨迹单元识别方法;最后,通过融合分割点检测模型与轨迹单元识别模型,构建在线机动轨迹识别平台,并利用3种机动轨迹工况数据对该方法进行仿真分析。仿真结果表明,提出的方法能实时检测飞机机动轨迹单元分割点,且在分割检测的准确率达到97.0%;与其他机动轨迹识别方法相比较,本研究提出的方法不仅满足实时性,且具有较高的识别精度,达到90%以上,从而验证了本研究提出的在线机动识别模型的有效性与实时性。 展开更多

关键词 在线机动轨迹识别 机动轨迹单元 马氏距离度量 支持向量机 动态时间规整神经网络

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控制参数值非线性调整策略的灰狼优化算法 被引量：51

2

作者 魏政磊 赵辉 +2 位作者 李牧东 王渊 柯益明 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2016年第3期68-72,共5页

为了克服灰狼优化算法在解决函数优化问题时容易陷入局部最优的缺陷,提出采用正弦曲线、对数曲线、正切曲线、余弦曲线和2次曲线的非线性调整策略控制参数值。同时采用变异策略对智能个体位置进行处理,使其位置受适应度值大小影响。对3... 为了克服灰狼优化算法在解决函数优化问题时容易陷入局部最优的缺陷,提出采用正弦曲线、对数曲线、正切曲线、余弦曲线和2次曲线的非线性调整策略控制参数值。同时采用变异策略对智能个体位置进行处理,使其位置受适应度值大小影响。对3个标准测试函数进行仿真表明,余弦曲线和2次曲线调整策略优于线性调整策略,其他3种非线性调整策略劣于线性策略。 展开更多

关键词 灰狼优化算法 控制参数 非线性策略 函数优化

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基于多目标优化与强化学习的空战机动决策 被引量：21

3

作者 杜海文 崔明朗 +3 位作者 韩统 魏政磊 唐传林 田野 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期2247-2256,共10页

为了解决无人机自主空战中的机动决策问题,提出了一种将优化思想与机器学习相结合的机动决策模型。采用多目标优化方法作为决策模型核心,既解决了传统优化方法需要为多个优化目标设置权重的困难,又提高了决策模型的可拓展性;同时在多目... 为了解决无人机自主空战中的机动决策问题,提出了一种将优化思想与机器学习相结合的机动决策模型。采用多目标优化方法作为决策模型核心,既解决了传统优化方法需要为多个优化目标设置权重的困难,又提高了决策模型的可拓展性;同时在多目标优化的基础上通过强化学习方法训练评价网络进行辅助决策,解决了决策模型在对抗时博弈性不足的缺点。为了测试决策模型的性能,以近距空战为背景,设计了3组仿真实验分别验证多目标优化方法的可行性、辅助决策网络的有效性以及决策模型的总体性能,仿真结果表明,决策模型可以对有机动的敌机进行有效的实时机动对抗。 展开更多

关键词 自主空战 机动决策 多目标优化 强化学习 神经网络

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基于SAGWO算法的UCAVs动态协同任务分配 被引量：15

4

作者 魏政磊 赵辉 +2 位作者 黄汉桥 王骁飞 周瑞 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1651-1664,共14页

通过分析无人作战飞机(UCAV)优势概率和任务联合威胁以及定义任务时间,建立了以目标价值毁伤、编队损耗代价和时间消耗为性能指标的多无人作战飞机(UCAVs)多约束动态任务分配数学模型,采用改进的灰狼优化(GWO)算法对数学模型进行求解;... 通过分析无人作战飞机(UCAV)优势概率和任务联合威胁以及定义任务时间,建立了以目标价值毁伤、编队损耗代价和时间消耗为性能指标的多无人作战飞机(UCAVs)多约束动态任务分配数学模型,采用改进的灰狼优化(GWO)算法对数学模型进行求解;针对基本GWO算法求解早熟的缺点,给出了自适应调整策略和跳出局部最优策略,引入了二次曲线控制方法;对UCAVs动态协同任务分配特点,设计了目标任务序列编码方式,提出了基于自适应GWO(SAGWO)算法的UCAVs多目标动态任务分配方法。从静态与动态2种情况分别对该方法进行仿真验证;仿真结果表明,该方法是有效的,相比较于其他算法,其优化过程快速精准。 展开更多

关键词 多无人作战飞机(UCAVs) 动态协同任务分配 目标依赖矩阵 任务时间片 自适应灰狼优化(SAGWO)算法

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MP-GWO算法在多UCAV协同航迹规划中的应用 被引量：9

5

作者 周瑞 黄长强 +1 位作者 魏政磊 赵克新 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2017年第5期24-29,共6页

多无人作战飞机(UCAV)协同航迹规划是多UCAV协同作战的重要组成部分,对协同作战的结果有很多的指引作用。多UCAV协同航迹规划属于多峰值优化函数求解问题,其求解稳定性比较差。为解决多UCAV协同航迹规划求解稳定性较差的问题,首先在对... 多无人作战飞机(UCAV)协同航迹规划是多UCAV协同作战的重要组成部分,对协同作战的结果有很多的指引作用。多UCAV协同航迹规划属于多峰值优化函数求解问题,其求解稳定性比较差。为解决多UCAV协同航迹规划求解稳定性较差的问题,首先在对影响多机协同约束条件研究分析的基础上,结合单机航迹规划求解中的核心指标,建立了多UCAV协同航迹优化函数;其次利用多种群灰狼算法(MP-GWO)在求解多峰值优化函数问题上比较稳定的特点进行求解,最后将MP-GWO分别与GWO算法、EA算法和在新增威胁环境下的求解结果相比较来验证算法的优越可行性。仿真结果表明,MP-GWO算法对多峰值问题具有求解稳定性,能够适应突发威胁环境下的求解。 展开更多

关键词 多无人作战飞机 协同航迹规划 多种群灰狼算法 多峰值优化函数

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一种近似动态规划的无人机机动决策方法 被引量：34

6

作者 黄长强 赵克新 +1 位作者 韩邦杰 魏政磊 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第10期2447-2452,共6页

针对空战机动决策时出现的"维数爆炸"问题,该文提出一种基于近似动态规划的群智能空战机动决策方法。首先建立无人机空气动力学模型和空战态势优势指标函数。其次,利用近似动态规划的思想,将空战过程按时间域划分为多个规划时... 针对空战机动决策时出现的"维数爆炸"问题,该文提出一种基于近似动态规划的群智能空战机动决策方法。首先建立无人机空气动力学模型和空战态势优势指标函数。其次,利用近似动态规划的思想,将空战过程按时间域划分为多个规划时域,在每个规划时域内,提出人工势场引导下的改进蚁狮优化算法快速逼近最优控制量,有效裁减搜索空间。通过与专家系统法进行仿真对比,表明所提方法解决高动态、实时性强的无人机机动决策问题的有效性和可行性。 展开更多

关键词 近似动态规划 无人机 机动决策 群智能

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基于L-Kshape-HACA的空战态势分割聚类 被引量：2

7

作者 张鹏 黄长强 +2 位作者 魏政磊 周欢 王永乾 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2021年第3期15-22,共8页

在近距空战中,实时获取可靠的空战态势信息对于决策指引是非常重要的。针对近距空战态势变化剧烈以及评估参数多维耦合的问题,提出了一种基于L-Kshape-HACA的多元空战态势分割聚类方法。以分层时序聚类分析为框架,利用拉普拉斯中心性方... 在近距空战中,实时获取可靠的空战态势信息对于决策指引是非常重要的。针对近距空战态势变化剧烈以及评估参数多维耦合的问题,提出了一种基于L-Kshape-HACA的多元空战态势分割聚类方法。以分层时序聚类分析为框架,利用拉普拉斯中心性方法确定聚类数目,同时采用Kshape对多元时间序列进行聚类分析,解决了多维参数下的态势信息提取问题。利用12组近距空战数据进行测试,并与14种聚类算法进行比较,结果表明L-Kshape-HACA在聚类中心确定和态势分割准确性上与实际空战态势更加符合。 展开更多

关键词 无人自主空战 层次聚类分析 多元态势提取 拉普拉斯中心性方法

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基于时序分析的近距空战数据知识提取及应用 被引量：5

8

作者 魏政磊 丁达理 +1 位作者 黄康强 黄长强 《指挥与控制学报》 CSCD 2022年第1期80-89,共10页

近距空战数据是飞行员空战经验的具体体现,其知识提取与应用对于无人作战飞机提升近距自主空战决策效率和空战效能至关重要.围绕近距空战数据研究的必要性与研究思路进行阐述,从多元时间序列分类识别、分割聚类、预测3个角度对近距空战... 近距空战数据是飞行员空战经验的具体体现,其知识提取与应用对于无人作战飞机提升近距自主空战决策效率和空战效能至关重要.围绕近距空战数据研究的必要性与研究思路进行阐述,从多元时间序列分类识别、分割聚类、预测3个角度对近距空战数据知识提取与应用关键技术进行分析,重点对机动轨迹识别、态势评估与目标状态预测进行综述与方案设计. 展开更多

关键词 时序分析 近距空战数据 知识提取 无人自主空战

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改进决策树的无人机空战态势估计 被引量：16

9

作者 赵克新 黄长强 +1 位作者 魏政磊 王乐 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期66-73,共8页

针对无人机空战态势估计中存在的多参数、非线性、实时性问题,提出了一种改进决策树思想的态势估计推理方法.首先,通过结合无人机与敌机的状态参量作为决策树模型的输入,确保态势估计的依据中包含交战双方的信息,为无人机态势估计的结... 针对无人机空战态势估计中存在的多参数、非线性、实时性问题,提出了一种改进决策树思想的态势估计推理方法.首先,通过结合无人机与敌机的状态参量作为决策树模型的输入,确保态势估计的依据中包含交战双方的信息,为无人机态势估计的结果的合理性提供理论依据;然后,建立4类态势结果作为决策树模型的输出,以满足态势响应快速性的要求,根据影响空空导弹攻击区的状态参量,对比相同状态参量下,无人机与敌机的评价指标值的大小,构建对应的空战态势分类指标.建立了空战态势分类规则,作为决策树的推理规则,在决策树的节点对态势不断细化.最后,针对决策树中未开发分支引入反推理规则,在未知情形下提高学习能力.通过对不同的典型空战场景:一对一、一对二和二对二,进行仿真验证,并将结果与贝叶斯推理法进行全面比较,通过分析,所提方法用时5.39 s,准确度为80%,贝叶斯推理法用时11.63 s,准确度为60%.准确的实验结果表明所提方法比贝叶斯推理方法的评估速度更快,准确度更高. 展开更多

关键词 决策树 无人机 态势估计 空空导弹 决策 模型分析

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不确定条件下无人机编队在线协同轨迹规划研究 被引量：4

10

作者 王渊 魏政磊 +3 位作者 黄长强 黄汉桥 赵克新 李聪 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1145-1155,共11页

针对不确定条件下无人作战飞机编队协同轨迹规划问题,提出了一种基于hp自适应伪谱法的局部在线规划方法。首先,通过对无人机编队攻击过程进行分析,建立了以单机威胁、任务执行时间、编队空间碰撞次数和指令时间误差为目标函数的协同轨... 针对不确定条件下无人作战飞机编队协同轨迹规划问题,提出了一种基于hp自适应伪谱法的局部在线规划方法。首先,通过对无人机编队攻击过程进行分析,建立了以单机威胁、任务执行时间、编队空间碰撞次数和指令时间误差为目标函数的协同轨迹规划数学模型。其次,为了解决在线协同轨迹规划问题,在优化时间片内根据实时环境信息和离线规划数据,给出了基于hp自适应伪谱法的局部规划方法。最后,从离线与在线2种情况分别对该方法进行仿真验证。仿真结果表明,该方法能有效地进行在线协同轨迹规划,而且能提供编队轨迹规划的高精度控制变量和状态变量信息。 展开更多

关键词 无人机编队 在线协同轨迹规划 优化时间片 hp自适应伪谱法

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基于机动单元库的TSO-GRU-Ada机动轨迹预测 被引量：2

11

作者 唐上钦 魏政磊 +2 位作者 谢磊 周欢 张卓然 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期1913-1925,共13页

机动轨迹预测是自主空战中的一个重要组成部分。针对无人战斗机机动轨迹预测精度低且时耗过长的问题,提出一种基于机动单元库的自适应集成三角优化门控循环神经网络预测方法。建立无人战斗机3自由度模型,解决轨迹数据来源问题;通过4种... 机动轨迹预测是自主空战中的一个重要组成部分。针对无人战斗机机动轨迹预测精度低且时耗过长的问题,提出一种基于机动单元库的自适应集成三角优化门控循环神经网络预测方法。建立无人战斗机3自由度模型,解决轨迹数据来源问题;通过4种轨迹特征,将轨迹分为平面机动、空间左转弯机动和空间右转弯机动三类,构建21种基本机动单元;介绍门控循环神经网络,为避免网络梯度优化陷入局部最优,引入三角搜索优化算法更新网络内部权值和偏置。为提高预测精度,采用自适应增强算法构建强预测器;通过实验选取预测器最优参数,在不同机动单元情况下进行预测,预测精度较高且均能满足时耗要求;为检验在机动轨迹上的预测性能,从空战训练测量仪中选取一段轨迹,与5种不同预测模型进行对比。研究结果表明,所提模型的预测精度最佳。 展开更多

关键词 轨迹预测 基本机动单元 门控循环神经网络 三角搜索优化算法 自适应增强算法

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基于逆强化学习的空战态势评估函数优化方法 被引量：13

12

作者 李银通 韩统 +1 位作者 孙楚 魏政磊 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2019年第8期101-106,共6页

为提高无人作战飞机(UCAV)自主决策效能,提出基于逆强化学习的空战态势评估函数优化方法。以现有的正例与反例两类空战数据为样本训练一个RBF网络,采用逆强化学习得到不同态势下的态势值,实现了对现有空战数据的知识提取;利用Sigmoid函... 为提高无人作战飞机(UCAV)自主决策效能,提出基于逆强化学习的空战态势评估函数优化方法。以现有的正例与反例两类空战数据为样本训练一个RBF网络,采用逆强化学习得到不同态势下的态势值,实现了对现有空战数据的知识提取;利用Sigmoid函数的压缩作用,降低了整体态势值,加快了UCAV学习的收敛速度;采用自适应粒子群算法求解优化了态势评估函数中的权重参数,提升了对复杂空战态势的适应能力;仿真结果表明该方法能够优化态势评估函数,提高机动决策的收敛速度,在UCAV自主决策中具有一定现实意义。 展开更多

关键词 态势评估 自主决策 逆强化学习 自适应粒子群算法

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基于航炮振动对示迹线瞄准的改进与仿真

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作者 谢磊 丁达理 +2 位作者 齐晓林 魏政磊 朱文强 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2021年第3期61-66,共6页

针对航炮发射时炮振给瞄准带来的散布问题,考虑了弹丸的散布精度,进行了弹着散布实验,在直角坐标系内对外弹道进行了仿真,将散布半数必中圆和弹丸外弹道相结合,得到弹丸随距离变化而改变的攻击散布区,并在此基础上对示迹线瞄准作出了改... 针对航炮发射时炮振给瞄准带来的散布问题,考虑了弹丸的散布精度,进行了弹着散布实验,在直角坐标系内对外弹道进行了仿真,将散布半数必中圆和弹丸外弹道相结合,得到弹丸随距离变化而改变的攻击散布区,并在此基础上对示迹线瞄准作出了改进,提出了示迹线攻击区。通过仿真表明,改进后的瞄准方法可以形成有效的瞄准区域,提高瞄准射击范围,从而增大瞄准射击机会和命中概率。 展开更多

关键词 振动 散布半数必中圆 外弹道 示迹线

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