-
题名基于电子海图的无人艇集群区域覆盖路径规划
被引量：3
- 1
-
-
作者
马鸣
古楠
董佳伟
尹勇
韩冰
彭周华
-
机构
大连海事大学船舶电气工程学院
大连海事大学航海学院
上海船舶运输科学研究所船舶运输控制系统国家工程研究中心
-
出处
《中国舰船研究》
CSCD
北大核心
2024年第1期211-219,共9页
-
基金
科技创新2030—“新一代人工智能”重大项目(2022ZD0119902)
国家高层次特殊人才支持计划资助项目(36261402)
+3 种基金
国家自然科学基金资助项目(51979020)
福建省自然科学基金资助项目(2022J011128)
大连市高层次人才创新支持计划资助项目(2022RQ010)
中国博士后科学基金资助项目(2022M720619)。
-
文摘
[目的]针对无人艇(ASV)集群区域覆盖问题,设计一种基于电子海图信息系统(ECDIS)的多无人艇区域覆盖路径规划方法。[方法]首先,通过提取ECDIS中的海陆和水深信息,建立基于栅格化方法的无人艇集群覆盖区域环境模型。其次,提出一种基于轮盘选择法的区域划分方法,解决基于初始位置的区域划分方法区域划分不规则的问题,实现在栅格地图中对无人艇集群覆盖子区域的合理划分。最后,构建一种基于模板法的区域覆盖路径规划方法,解决生成树覆盖方法路径转弯数量较多的问题。[结果]搭建基于ECDIS的无人艇集群人机交互仿真平台,验证所提基于轮盘法和模板法的区域覆盖路径规划方法对优化规划路径转弯数量的有效性。[结论]采用所提基ECDIS的无人艇集群区域覆盖路径规划方法,实现多无人艇对海上目标任务区域的覆盖路径规划。
-
关键词
无人艇集群
区域覆盖路径规划
生成树覆盖规划
电子海图
-
Keywords
swarming autonomous surface vehicles
area coverage path planning
spanning tree coverage planning
ECDIS
-
分类号
U664.82
[交通运输工程—船舶及航道工程]
-
-
题名面向无人艇集群避障的速度障碍算法研究
- 2
-
-
作者
周则兴
陈卓
李琳
包涛
郭煜
王飞
-
机构
中国船舶科学研究中心
江苏北方湖光光电有限公司
-
出处
《舰船科学技术》
北大核心
2024年第9期66-70,共5页
-
基金
海洋防务创新基金资助项目(JJ-2021-702-01)
装发预研项目(450121215k2943MX)。
-
文摘
无人艇集群在海上公共区域航行需要考虑互相避障以及水面其他障碍的规避问题,故提出一种无人艇集群避障算法解决该问题。算法改进了速度障碍法,考虑障碍物位置和速度以估计未来时间窗口下可能发生碰撞的锥形区域,并规划出可行域半平面。之后引入海事避碰规则进一步约束无人艇的避碰方向和可行域范围。多障碍场景下,通过在若干个可行域的交集上寻找最优的避碰速度矢量,可引导无人艇避障。算法中各无人艇相互独立,不存在中心节点。进行了仿真验证,将数十条无人艇划分为多个集群进行相互避障测试。仿真结果表明,该方法能够有效地避免无人艇集群之间的碰撞,具有较好的鲁棒性和实时性。
-
关键词
无人艇集群
速度障碍
海事避碰规则
集群避碰
-
Keywords
USV swarm
VO
COLREGs
Cluster avoidance
-
分类号
U664.82
[交通运输工程—船舶及航道工程]
-
-
题名基于局部感知的无人艇集群过复杂障碍场方法
- 3
-
-
作者
刘昊
张云飞
赵继成
-
机构
云洲智能科技股份有限公司
云洲创新科技有限公司深圳研究院
-
出处
《系统工程与电子技术》
EI
CSCD
北大核心
2024年第8期2829-2840,共12页
-
基金
珠海市产学研合作项目(ZH22017002210014PWC)资助课题。
-
文摘
针对当前基于中央控制策略解决无人艇(unmanned surface vehicle,USV)过复杂障碍场智能化程度不足的问题,提出一种基于局部感知的USV集群自主决策通过复杂障碍场方法。所提方法采用自组织协同思想,利用USV的局部感知能力获取周边水域的有效信息,将自组队形和自主避障决策权交由USV执行,促使集群自组织通过复杂障碍场并达成无序到有序的队形演化。仿真结果表明,采用所提方法的集群过复杂障碍场过程明显优于基于人工势场的同类方法。所提方法可在确保生存率前提下自组织实时集群自组队形、自主避障和自适应航行,对提升集群适应能力具有重要意义。
-
关键词
无人艇集群
局部感知
复杂障碍场
自组队形
安全规避
-
Keywords
unmanned surface vehicle(USV)swarm
local perception
dense environment
self-organized formation
safe avoidance
-
分类号
TP24
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
-
-
题名基于博弈的水面无人艇集群对抗问题研究
被引量：8
- 4
-
-
作者
房肖
温广辉
付俊杰
吕跃祖
栾萌
郑德智
-
机构
东南大学数学学院
北京理工大学前沿交叉科学研究院
-
出处
《控制工程》
CSCD
北大核心
2022年第3期492-497,共6页
-
基金
中央军委装备发展部装备预先研究领域基金项目(61403120411)。
-
文摘
为提高无人艇集群海面对抗的作战效能,通过分析敌我双方无人艇的目标价值和毁伤概率,利用非合作博弈的思想在完全信息框架下建立了敌我双方无人艇集群博弈对抗模型。综合考虑目标价值收益和自身损伤代价,构建了敌我双方无人艇集群的收益矩阵。通过设计纳什均衡搜索算法求解双矩阵博弈的纳什均衡,为无人艇集群提供均衡意义下的最优作战位置。在纳什均衡位置下,敌我双方都无法通过改变己方无人艇的作战位置来获得更大收益。通过仿真算例验证了利用博弈思想选取的纳什均衡意义下的作战策略较其他既定策略能够提高无人艇集群的作战效能。
-
关键词
无人艇集群
博弈对抗
纳什均衡
搜索算法
-
Keywords
Unmanned surface vessel group
game and confrontation
Nash equilibrium
search algorithm
-
分类号
O225
[理学—运筹学与控制论]
-
-
题名基于深度强化学习的无人艇集群博弈对抗
被引量：5
- 5
-
-
作者
苏震
张钊
陈聪
刘殿勇
梁霄
-
机构
珠海云洲智能科技股份有限公司工业发展部
大连海事大学船舶与海洋工程学院
-
出处
《兵器装备工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第9期9-14,共6页
-
基金
国家自然科学基金项目(52271302)。
-
文摘
开展基于深度强化学习的无人艇集群动态博弈对抗中的协同围捕决策研究。建立受距离和相对角度影响的无人艇围捕环境模型,利用基于策略网络和双评价网络的深度强化学习方法求解围捕策略,立足协同围捕任务,基于距离和相对角度设计引导型奖励函数,避免奖励稀疏。仿真结果表明,基于深度强化学习的红方无人艇集群能够对蓝方无人艇进行有效的协同围捕。研究成果可为无人艇集群博弈对抗演练提供参考。
-
关键词
无人艇集群
博弈对抗
深度强化学习
协同围捕
-
Keywords
USV swarm
game confrontation
deep reinforcement learning
coordinated hunting
-
分类号
TP24
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
-
-
题名无人艇集群在海道测量中协同控制的实现
被引量：1
- 6
-
-
作者
汪连贺
-
机构
天津海事测绘中心
-
出处
《测绘通报》
CSCD
北大核心
2022年第5期145-149,共5页
-
基金
国家重点研发计划(2018YFF01013400)。
-
文摘
为了解决无人艇集群在海道测量航行过程中的一致性问题,本文采用基于一致性理论协同和控制的方法,针对无人艇集群作业开展协同控制研究,在多无人艇协同自组网测量作业中得到了应用。根据不同测量任务,设计满足条件的分布式一致性控制器。将自组网测量系统模型化,对整个编队网络构建模型矩阵及特征方程。通过分析模型矩阵的特征根,得到整个编队网络的关键信息,并加入时间约束,通过求解相应可行解,运用一致性编队控制算法,结合所得编队网络关键信息,最终使自组网编队在有限时间内快速达到目标状态一致。同时加入避碰机制,使多无人艇相互之间处于安全距离外不碰撞。在无人平台协同作业控制方面具有一定的指导和实践意义。
-
关键词
无人艇集群
一致性理论
协同作业
组网编队
海道测量
-
Keywords
unmanned surface vessel group
consistency theory
collaborative operation
networking formation
hydrographic survey
-
分类号
P229
[天文地球—大地测量学与测量工程]
-
-
题名基于微分博弈的无人艇作战与反无人艇对抗研究
- 7
-
-
作者
尹世麟
张国庆
李纪强
黄晨峰
-
机构
大连海事大学航海学院
-
出处
《舰船科学技术》
北大核心
2025年第18期54-59,共6页
-
基金
国家优秀青年科学基金项目(52322111)
国家自然科学基金项目(52171291)
+3 种基金
辽宁省应用基础研究计划项目(2023JH2/101600039)
辽宁省“兴辽英才计划”青年拔尖人才(XLYC2203129)
中央高校基本科研业务费专项资金(3132023502,3132023137)
大连市杰出青年科技人才项目(2022RJ07)。
-
文摘
无人作战系统已成为未来乃至当前战场中不可或缺的一部分,如何反制无人作战系统成为了热点研究问题。基于未来现代化海战中对无人作战艇的反制这一背景,提出基于分布式微分博弈方法的无人艇追击-逃避对策的制导原理。通过对无人艇追击-逃避运动关系建模,构建合适的博弈指标,将追击-逃避博弈问题转化为微分博弈求解问题。利用3条追击无人艇和3条逃避无人艇对所提制导原理进行仿真实验验证,实验结果表明追击无人艇能够对逃避无人艇进行协同堵截。该研究为未来海战中无人艇集群自主决策提供了理论参考价值。
-
关键词
微分博弈
追逃博弈
无人艇集群
强化学习
-
Keywords
differential game
pursuit-evasion game
multiple unmanned surface vehicle
reinforcement learning
-
分类号
U664.82
[交通运输工程—船舶及航道工程]
-
-
题名基于粒子群优化算法的USV集群协同避碰方法
被引量：13
- 8
-
-
作者
练青坡
王宏健
袁建亚
高娜
胡文月
-
机构
哈尔滨工程大学自动化学院
-
出处
《系统工程与电子技术》
EI
CSCD
北大核心
2019年第9期2034-2040,共7页
-
基金
国家自然科学基金(61633008)
国家自然科学基金青年科学基金(51609046)
黑龙江省自然科学基金(F2015035)资助课题
-
文摘
针对无人水面艇(unmanned surface vessel,USV)集群在路径规划中的协同避碰问题,提出了基于滚动优化策略结合粒子群优化算法的USV集群协同避碰方法。首先,通过已有雷达、光电等传感器参数指标建立综合视域模型;其次,采取基于正切函数的惯性权重调整结合线性调整学习因子的方法来提高粒子群优化算法的全局搜索能力,同时,在适应度函数中加入转艏角控制来提高路径的平滑性;最后,利用改进后的粒子群优化算法规划出每个综合视域内的路径。仿真实验结果表明,该优化算法能实现USV集群的实时避碰,并快速为USV集群规划出平滑、安全的全局最优无避碰路径。
-
关键词
无人水面艇集群
滚动优化策略
粒子群优化算法
协同避碰
视域模型
-
Keywords
unmanned surface vessel (USV) cluster
rolling optimization strategy
particle swarm optimization algorithm
collaborative collision avoidance
sight model
-
分类号
U674.91
[交通运输工程—船舶及航道工程]
-
