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无人飞行器自主决策与规划技术综述 被引量：3
1
作者 程昊宇 张硕 +2 位作者 刘泰涞 徐胜利 黄汉桥 《空天防御》 2024年第1期6-15,80,共11页
面向未来高动态、强对抗、强拒止的作战环境,智能化水平成为制约无人飞行器执行任务能力、环境适应能力和作战效能提升的主要因素。围绕无人飞行器自主决策与规划技术这一难度高、发展快、前景广的研究方向,综述了自主决策与规划技术的... 面向未来高动态、强对抗、强拒止的作战环境,智能化水平成为制约无人飞行器执行任务能力、环境适应能力和作战效能提升的主要因素。围绕无人飞行器自主决策与规划技术这一难度高、发展快、前景广的研究方向,综述了自主决策与规划技术的主要研究成果以及未来发展方向:首先,结合无人飞行器的发展研究历程与现状,指出了开展自主决策与规划技术研究的必要性;其次,对当前自主决策与规划技术的研究成果进行了总结与分析;最后,对无人飞行器自主决策与规划技术的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 无人飞行器 自主决策 航迹规划 弹道规划
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多源数据融合下无人飞行器最优滑模姿态控制 被引量：2
2
作者 鞠玲 蒋中军 丁安琪 《电子设计工程》 2024年第16期143-146,151,共5页
为解决姿态角速度过大造成的飞行器偏航问题,实现无人飞行器滑模姿态的有效控制,对多源数据融合下的无人飞行器最优滑模姿态控制方法展开研究。计算动态时间弯曲距离,联合数据时空关联度,确定加权参数取值范围,实现飞行器滑模姿态的多... 为解决姿态角速度过大造成的飞行器偏航问题,实现无人飞行器滑模姿态的有效控制,对多源数据融合下的无人飞行器最优滑模姿态控制方法展开研究。计算动态时间弯曲距离,联合数据时空关联度,确定加权参数取值范围,实现飞行器滑模姿态的多源数据融合。求解姿态坐标转换标准,根据力与力矩的求解结果,推导最优控制方程表达式,实现对无人飞行器最优滑模姿态的控制。对比实验结果表明,该方法作用下,姿态角速度波动幅度控制在-10~10 deg/s数值区间之内,较好地解决了飞行器偏航问题,符合有效控制无人飞行器滑模姿态的实际应用需求。 展开更多
关键词 多源数据融合 无人飞行器 滑模姿态 弯曲距离 时空关联度 加权参数
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基于MPC-PIO的无人飞行器集群编队重构控制
3
作者 廖剑 高向阳 +3 位作者 闫实 周绍磊 王东来 康宇航 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1541-1550,共10页
针对存在各种障碍条件下的战场环境,为实现无人飞行器集群安全避障并进行快速精确打击,集群必须具备自主队形重构的能力。因此,建立了无人飞行器运动模型与领航跟随集群编队控制结构,并提出基于模型预测控制(MPC)框架的无人飞行器集群... 针对存在各种障碍条件下的战场环境,为实现无人飞行器集群安全避障并进行快速精确打击,集群必须具备自主队形重构的能力。因此,建立了无人飞行器运动模型与领航跟随集群编队控制结构,并提出基于模型预测控制(MPC)框架的无人飞行器集群编队重构控制代价函数、避障代价函数及避碰代价函数,进一步运用鸽群优化(PIO)算法对重构问题进行优化求解。基于数值对比仿真实验结果,所提算法在集群编队跟踪误差和寻优速度方面表现出色。结果表明:所提算法能实现集群自主重构,并提高MPC方法的效率。 展开更多
关键词 无人飞行器集群 编队重构控制 模型预测控制 鸽群优化 避障
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微小型无人飞行器电磁屏蔽效能等效测试方法
4
作者 金祖升 李建轩 +2 位作者 施佳林 张勇 李国林 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期21-27,共7页
微小型无人飞行器的屏蔽效能对其抗外部强电磁干扰能力有显著影响。针对微小型飞行器物理空间小、屏蔽效能难以测量的困难,提出一种基于扩比模型的等效获取方法,将原模型等比例扩大n倍得到扩比模型,利用常规屏蔽效能测试方法和测试仪器... 微小型无人飞行器的屏蔽效能对其抗外部强电磁干扰能力有显著影响。针对微小型飞行器物理空间小、屏蔽效能难以测量的困难,提出一种基于扩比模型的等效获取方法,将原模型等比例扩大n倍得到扩比模型,利用常规屏蔽效能测试方法和测试仪器测量得到扩比模型的屏蔽效能,再根据扩比模型和原模型屏蔽效能的关系得到原模型的屏蔽效能。以巡飞弹和四旋翼无人机两种典型微小型飞行器为例进行了仿真,结果表明原模型在频率f处的屏蔽效能等于扩比模型在频率f_(1)=f/n处的屏蔽效能,验证了该方法的正确性。在此基础上,总结提出了基于扩比模型的等效测试流程,为微小型飞行器屏蔽效能的测试提供了一种可行的测试方法。 展开更多
关键词 屏蔽效能 微小型无人飞行器 扩比模型 等效测试方法
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面向无人飞行器发射控制的快速SSVEP脑机接口技术研究
5
作者 凌丽 梅志伟 +2 位作者 罗文杰 蔡阳光 刘小磊 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期76-81,共6页
提出一种面向无人飞行器发射控制的快速SSVEP脑机接口技术,构建了一套快速SSVEP脑机接口无人飞行器发射控制试验系统。依据无人飞行器发射控制流程,进行了虚拟现实模拟训练场景下视觉刺激界面优化设计;结合工程实际,提出了CCA融合固定... 提出一种面向无人飞行器发射控制的快速SSVEP脑机接口技术,构建了一套快速SSVEP脑机接口无人飞行器发射控制试验系统。依据无人飞行器发射控制流程,进行了虚拟现实模拟训练场景下视觉刺激界面优化设计;结合工程实际,提出了CCA融合固定阈值法的异步短时窗SSVEP解码方法;根据无人飞行器实际应用情况,提出同步短时窗SSVEP解码优化算法并进行验证。结果表明解码时间不大于1 s时平均解码正确率优于80%,在短窗长条件下有效提高了解码正确率,能够满足无人飞行器发射控制快速、精准、高正确率的要求,检验了脑机接口技术用于无人飞行器发射控制的工程应用可行性。 展开更多
关键词 无人飞行器 脑机接口 SSVEP 虚拟现实
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基于进化计算的无人飞行器多航迹规划 被引量：29
6
作者 郑昌文 李磊 +2 位作者 徐帆江 丁明跃 苏康 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期223-227,235,共6页
针对飞行器多航迹规划问题展开研究。在分析多峰值函数优化问题的基础上,提出了一种基于进化计算的飞行器多航迹规划方法。该方法通过使用特定的染色体表示方法和进化算子,可以有效利用各种环境信息,处理各种航迹约束。同时,通过引入聚... 针对飞行器多航迹规划问题展开研究。在分析多峰值函数优化问题的基础上,提出了一种基于进化计算的飞行器多航迹规划方法。该方法通过使用特定的染色体表示方法和进化算子,可以有效利用各种环境信息,处理各种航迹约束。同时,通过引入聚类算法,将种群中的个体按其空间分布进行聚类,生成若干个不同子种群。在进化过程中,所有个体只在各自的子种群内部进化。当进化结束时,每个子种群将分别生成一条各自的最优航迹,从而为飞行器生成多条不同的可选航迹。仿真结果表明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 无人飞行器 多航迹规划 进化计算 聚类
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伴飞诱饵支援条件下无人飞行器协同作战效能研究 被引量：18
7
作者 王斯福 刘永才 +2 位作者 关世义 强文义 张克 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期498-502,共5页
针对复杂的威胁环境,介绍了伴飞诱饵在体系作战条件下的应用情况;基于排队论的突防概率模型,研究了伴飞诱饵支援条件下,无人飞行器的协同突防概率和效费比;提出了作战体系作战时效性的概念;建立了火力对抗条件下无人飞行器打击防空导弹... 针对复杂的威胁环境,介绍了伴飞诱饵在体系作战条件下的应用情况;基于排队论的突防概率模型,研究了伴飞诱饵支援条件下,无人飞行器的协同突防概率和效费比;提出了作战体系作战时效性的概念;建立了火力对抗条件下无人飞行器打击防空导弹防御体系的Lanchester方程,利用所建模型分析了伴飞诱饵对作战时效性的贡献。研究表明,排队论和Lanchester方程用于伴飞诱饵条件下的无人飞行器协同作战效能研究是有效的。 展开更多
关键词 无人飞行器 伴飞诱饵 协同突防 突防概率 效费比 作战时效性 排队论 LANCHESTER方程
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基于量子遗传算法的无人飞行器航迹规划 被引量：17
8
作者 孙阳光 丁明跃 +2 位作者 周成平 傅阳光 蔡超 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期648-654,共7页
基于量子计算和量子理论,提出了一种基于量子遗传算法的无人机航迹规划方法。该方法利用表征量子叠加态的量子比特对航迹进行编码,引入具有量子特性的量子交叉算子和量子门变异调整策略,对航迹规划中代价函数进行优化,引导并实现航迹的... 基于量子计算和量子理论,提出了一种基于量子遗传算法的无人机航迹规划方法。该方法利用表征量子叠加态的量子比特对航迹进行编码,引入具有量子特性的量子交叉算子和量子门变异调整策略,对航迹规划中代价函数进行优化,引导并实现航迹的规划选择。仿真试验结果表明,该方法不仅具有良好的种群多样性,而且还可以有效地提高算法的空间搜索和收敛能力。 展开更多
关键词 量子计算 量子遗传算法 航迹规划 无人飞行器
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四旋翼无人飞行器ADRC-GPC控制 被引量：16
9
作者 陈增强 李毅 +2 位作者 孙明玮 张青 孙青林 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期176-180,188,共6页
针对四旋翼无人飞行器的姿态控制系统,需要研究先进控制策略来达到满意的性能.将自抗扰控制(ADRC)与广义预测控制(GPC)相结合,设计一种新型自抗扰广义预测控制器(ADRC-GPC),利用ADRC中的扩张状态观测器(ESO)来估计和补偿非线性系统的模... 针对四旋翼无人飞行器的姿态控制系统,需要研究先进控制策略来达到满意的性能.将自抗扰控制(ADRC)与广义预测控制(GPC)相结合,设计一种新型自抗扰广义预测控制器(ADRC-GPC),利用ADRC中的扩张状态观测器(ESO)来估计和补偿非线性系统的模型不确定性以及外部扰动作用,将原始对象模型转化为积分器形式,然后针对积分器设计广义预测控制器.阶跃响应系数矩阵能被解析地求解出来,可有效地解决广义预测控制计算量大的问题.研究结果表明:所提出的ADRC-GPC控制方法能够对四旋翼无人飞行器姿态系统进行实时控制,可满足控制精度及快速性要求,并能有效地克服系统的外部干扰和多变量耦合作用.自抗扰广义预测控制器能够有效地控制欠驱动非线性多变量系统. 展开更多
关键词 姿态控制 自抗扰控制 扩张状态观测器 广义预测控制 四旋翼无人飞行器
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复杂动态环境下无人飞行器动态避障近似最优轨迹规划 被引量：12
10
作者 郭行 符文星 +2 位作者 付斌 陈康 闫杰 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期182-190,共9页
针对复杂动态环境下无人飞行器的动态障碍规避问题,基于合理假设建立了无人飞行器和动态障碍的运动学模型,并综合考虑无人飞行器飞行过程中的终端约束、控制输入约束、安全避障约束等,以能量最少为性能指标构建动态避障问题数学描述。之... 针对复杂动态环境下无人飞行器的动态障碍规避问题,基于合理假设建立了无人飞行器和动态障碍的运动学模型,并综合考虑无人飞行器飞行过程中的终端约束、控制输入约束、安全避障约束等,以能量最少为性能指标构建动态避障问题数学描述。之后,针对终端约束和控制输入约束,依据优化模型预测静态规划算法(OMPSP)生成初始轨迹;针对动态避障问题的不等式约束,引入松弛变量并结合滑模变结构控制方法设计松弛变量动力学,实现对一个、多个或同时多个动态障碍的安全规避;最后,依据有限时间微分动态规划(RHDDP)算法进行轨迹优化,获得满足上述各种约束并能规避动态障碍的近似最优轨迹。 展开更多
关键词 无人飞行器 动态避障 优化模型预测静态规划 松弛变量 近似最优轨迹
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考虑时间约束的无人飞行器航迹规划 被引量：8
11
作者 傅阳光 周成平 +3 位作者 王长青 陈昭 李少华 周其忠 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期749-755,共7页
在分析时间误差分配的基础上,本文提出了一种考虑时间约束的航迹规划方法。该方法对传统的航迹结构进行了改进,通过速度调整策略和在代价函数中加入时间约束驱使算法找到使到达目标点时间误差尽可能小的航迹。同时,分别研究了起飞时间误... 在分析时间误差分配的基础上,本文提出了一种考虑时间约束的航迹规划方法。该方法对传统的航迹结构进行了改进,通过速度调整策略和在代价函数中加入时间约束驱使算法找到使到达目标点时间误差尽可能小的航迹。同时,分别研究了起飞时间误差,速度调节能力及飞行速度误差三个因素对到达目标点时间误差的不同影响。 展开更多
关键词 无人飞行器 航迹规划 时间约束 时间误差分配 速度调整
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基于四元数的四旋翼无人飞行器轨迹跟踪控制 被引量：13
12
作者 李光春 王璐 +1 位作者 王兆龙 许德新 《应用科学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期415-422,共8页
四旋翼无人飞行器具有复杂的数学模型,但现有控制方法大多是基于系统简化模型提出的.为此,该文分析了这类方法的局限性,并基于原始数学模型研究了非线性轨迹跟踪控制问题.通过期望轨迹建立跟踪误差模型,将其分解为两个相互独立的子系统... 四旋翼无人飞行器具有复杂的数学模型,但现有控制方法大多是基于系统简化模型提出的.为此,该文分析了这类方法的局限性,并基于原始数学模型研究了非线性轨迹跟踪控制问题.通过期望轨迹建立跟踪误差模型,将其分解为两个相互独立的子系统,并以刚体旋转的四元数为系统状态对姿态子系统进行描述.利用backstepping方法设计时变反馈控制律使其子系统指数稳定.根据级联系统的全局稳定性判据,通过研究耦合部分的性质证明系统的全局指数稳定性.仿真结果表明,该方法能够实现四旋翼无人飞行器对期望轨迹的跟踪. 展开更多
关键词 四旋翼无人飞行器 轨迹跟踪控制 四元数 BACKSTEPPING方法 非完整系统 级联系统
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地面目标特征识别与无人飞行器位姿估计 被引量：6
13
作者 张梁 徐锦法 +1 位作者 夏青元 于永军 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期159-164,共6页
针对小型无人飞行器位置姿态估计问题,提出了一种基于视觉图像目标特征的相对位姿估计算法。应用Camshift算法获取目标初始位置,利用非线性尺度空间下的KAZE特征进行跟踪区域特征点提取,与源目标特征点进行匹配,得到精确的目标位置信息... 针对小型无人飞行器位置姿态估计问题,提出了一种基于视觉图像目标特征的相对位姿估计算法。应用Camshift算法获取目标初始位置,利用非线性尺度空间下的KAZE特征进行跟踪区域特征点提取,与源目标特征点进行匹配,得到精确的目标位置信息,实现了在图像平面内的目标快速跟踪,并得到机体轴系下无人飞行器与目标间相对位置和姿态角的估计值。对算法进行了实验验证,具有优良的跟踪性和实时性。 展开更多
关键词 无人飞行器 目标识别 位姿估计 KAZE特征 CAMSHIFT算法
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基于误差随机过程无人飞行器的撞地概率计算公式 被引量：6
14
作者 娄联堂 周成平 +4 位作者 丁明跃 冯新雷 关世义 周其忠 宋玮 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期121-125,共5页
在误差随机过程为平稳正态过程的假设下 ,研究了无人飞行器撞地概率的计算问题。在已知地形数据的情况下 ,从理论上推导出无人飞行器只受到垂直干扰时的撞地概率的计算公式 ;并在仅利用地形特征参数的情况下 ,得到了较为简洁的计算公式 ... 在误差随机过程为平稳正态过程的假设下 ,研究了无人飞行器撞地概率的计算问题。在已知地形数据的情况下 ,从理论上推导出无人飞行器只受到垂直干扰时的撞地概率的计算公式 ;并在仅利用地形特征参数的情况下 ,得到了较为简洁的计算公式 ,在进行无人飞行器航迹规划过程中可以实现撞地概率的实时计算。给出了无人飞行器既受到垂直干扰又受到水平干扰时的撞地概率的计算公式 ,并对它们的计算作了简化 ,得到了一个近似计算公式。讨论了撞地概率计算公式的应用问题 ,分析了误差随机过程的标准差、飞行器机动带宽及地形标准差对撞地概率的影响。 展开更多
关键词 无人飞行器 撞地概率 计算 误差随机过程
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面向协同突防的无人飞行器自动编队控制 被引量：7
15
作者 陈天立 周超 +1 位作者 周绍磊 陈洁 《电光与控制》 北大核心 2014年第5期58-62,共5页
对无人飞行器编队协同干扰式突防问题进行了描述。基于有限状态机设计了管理编队协同突防中离散事件的编队管理器,负责接收外部指令、参考点位置、邻居状态以及无人飞行器自身的状态,并对编队控制律进行切换,对编队协同干扰突防进行分... 对无人飞行器编队协同干扰式突防问题进行了描述。基于有限状态机设计了管理编队协同突防中离散事件的编队管理器,负责接收外部指令、参考点位置、邻居状态以及无人飞行器自身的状态,并对编队控制律进行切换,对编队协同干扰突防进行分析并确定了自动编队控制的流程。仿真结果表明,所设计的编队管理器能够根据各离散事件自动切换编队控制律,完成编队队形保持与重构之间的转换;实时解算的期望位置满足协同干扰突防所要求的编队构型约束条件,所提出的方法是可行、有效的。 展开更多
关键词 协同突防 无人飞行器 编队管理器 自动编队控制 有限状态机
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基于无人飞行器航测建立数字高程模型研究 被引量：10
16
作者 谷宁 冯仲科 罗旭 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第S2期152-155,共4页
为探索利用无人飞行器获取遥感影像并将之用于建立测区数字高程模型(DEM)的可行性,以南水北调山东省境内济平干渠部分区段为试验对象,进行了无人飞行器的遥感数据采集,并利用全数字摄影测量处理软件VirtuoZo对所得数据进行处理,生成测... 为探索利用无人飞行器获取遥感影像并将之用于建立测区数字高程模型(DEM)的可行性,以南水北调山东省境内济平干渠部分区段为试验对象,进行了无人飞行器的遥感数据采集,并利用全数字摄影测量处理软件VirtuoZo对所得数据进行处理,生成测区数字高程模型.结果表明,数据处理过程中相对定向中误差较小,由于部分试验材料不能满足试验标准,绝对定向的中误差偏大,利用现有材料生成的数字高程模型精度不高. 展开更多
关键词 无人飞行器 遥感 数字高程模型 数字摄影测量
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无人飞行器双目视觉位姿估计算法改进与验证 被引量：5
17
作者 张梁 徐锦法 +1 位作者 夏青元 于永军 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1387-1393,共7页
针对无人飞行器(UAV)在未知复杂环境下的导航问题,提出一种基于双目视觉的UAV位置和姿态估计算法.利用基于非线性尺度空间的KAZE特征构建立体图像对的特征点检测与描述,用Knn算法进行特征点匹配,导出相机坐标系下特征点三维坐标,用随机... 针对无人飞行器(UAV)在未知复杂环境下的导航问题,提出一种基于双目视觉的UAV位置和姿态估计算法.利用基于非线性尺度空间的KAZE特征构建立体图像对的特征点检测与描述,用Knn算法进行特征点匹配,导出相机坐标系下特征点三维坐标,用随机抽样一致(RANSAC)算法与L-M迭代算法获得UAV姿态和位置估计值.实验验证结果表明,基于KAZE特征的UAV双目视觉位姿估计算法的准确性、实时性与可重复性好,能满足UAV实时导航要求. 展开更多
关键词 无人飞行器 双目视觉 位姿估计
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极地科考小型无人飞行器 被引量：4
18
作者 雷旭升 王挺 +1 位作者 梁建宏 王田苗 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期267-271,共5页
针对小型无人飞行器在极地科考中的抗风扰动问题,通过神经网络改进卡尔曼滤波算法,提高小型无人飞行器对环境的适应性.基于小型无人飞行器自身状态信息与误差信息,在线调整系统的量测噪声和估计参数,提高信息融合精度;利用矢量域方法构... 针对小型无人飞行器在极地科考中的抗风扰动问题,通过神经网络改进卡尔曼滤波算法,提高小型无人飞行器对环境的适应性.基于小型无人飞行器自身状态信息与误差信息,在线调整系统的量测噪声和估计参数,提高信息融合精度;利用矢量域方法构建轨迹跟踪控制算法,基于目标航迹在线调整航向,提高小型无人飞行器在顺风、逆风、转弯的飞行品质和压航线精度.经过大量的仿真试验、实际飞行试验验证了方法的有效性,改进的卡尔曼滤波算法可以提供长时高精度信息,小型无人飞行器可以在野外6级风源扰动的情况下,实现稳定飞行,平均误差不超过10m.小型无人飞行器在南极实地科考中得到成功应用. 展开更多
关键词 小型无人飞行器 卡尔曼滤波 神经网络 极地科考
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无人飞行器地面移动目标跟踪系统研究现状与展望 被引量：5
19
作者 邹海荣 龚振邦 罗均 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第B12期233-236,共4页
无人飞行器地面移动目标跟踪系统是一项在军事和民用方面都具有广泛应用前景的非常重要的研究课题。首先分析了系统的特点，然后详细介绍了国内外无人飞行器地面移动目标跟踪系统的研究方法和现状，并指出其不足。最后，针对现有系统中... 无人飞行器地面移动目标跟踪系统是一项在军事和民用方面都具有广泛应用前景的非常重要的研究课题。首先分析了系统的特点，然后详细介绍了国内外无人飞行器地面移动目标跟踪系统的研究方法和现状，并指出其不足。最后，针对现有系统中控制方法的欠缺，提出了将仿人眼控制系统用于无人飞行器上的摄像机云台控制的新方法。 展开更多
关键词 无人飞行器 视觉跟踪 移动目标 云台控制 仿人眼
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无人飞行器海上航迹规划差分进化算法研究 被引量：6
20
作者 傅阳光 周成平 胡汉平 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期295-300,共6页
为研究海洋环境下的无人飞行器(UAV)航迹规划问题,提出了一种基于差分进化算法(DE)的航迹规划方法。该方法通过对规划环境进行预处理将岛屿处理成地形威胁区,使问题简化为二维平面规划。采用实数编码方式对航迹进行编码,建立了航迹代价... 为研究海洋环境下的无人飞行器(UAV)航迹规划问题,提出了一种基于差分进化算法(DE)的航迹规划方法。该方法通过对规划环境进行预处理将岛屿处理成地形威胁区,使问题简化为二维平面规划。采用实数编码方式对航迹进行编码,建立了航迹代价函数的数学模型,从航迹质量、算法稳定性和收敛速度3个方面比较了DE与遗传算法(GA)和粒子群优化算法(PSO)的性能。仿真实验结果表明,所提方法能在复杂的海洋环境下为飞行器规划出一条安全的可飞航迹。 展开更多
关键词 飞行器控制、导航技术 无人飞行器 航迹规划 地形预处理 差分进化 遗传算法 粒子群优化
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