本文關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)航跡規(guī)劃與監(jiān)控系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無(wú)人機(jī)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中的廣泛應(yīng)用，使得無(wú)人機(jī)安全飛行和準(zhǔn)確完成任務(wù)成了國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。航跡規(guī)劃能針對(duì)不同的任務(wù)需求為無(wú)人機(jī)提供一條或多條安全可行的航路，保證無(wú)人機(jī)的自主飛行。狀態(tài)監(jiān)控能實(shí)時(shí)反映無(wú)人機(jī)的狀態(tài)，保證地面人員在無(wú)人機(jī)遇到突發(fā)威脅和故障時(shí)做出及時(shí)處理。航跡規(guī)劃和狀態(tài)監(jiān)控是無(wú)人機(jī)地面站中的兩個(gè)功能模塊，在發(fā)展通用型地面站的趨勢(shì)下，對(duì)這兩個(gè)模塊的研究與實(shí)現(xiàn)具有一定的實(shí)際意義。 本文的目標(biāo)是開(kāi)發(fā)出一套具備一定通用性的無(wú)人機(jī)航跡規(guī)劃與監(jiān)控系統(tǒng)�；趯�(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有地面站的研究成果的調(diào)研，結(jié)合現(xiàn)有條件和技術(shù)，構(gòu)建了系統(tǒng)的總體方案：確定了數(shù)字地圖、虛擬儀表、分隔視圖等基本組成；以及航跡規(guī)劃、航跡跟蹤和回放、航點(diǎn)編輯、飛行監(jiān)控等基本功能；同時(shí)，增加了三維GIS地圖、手動(dòng)編輯航跡、編輯撤銷/重做功能。 在航跡規(guī)劃方面，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有航跡規(guī)劃算法的研究，基于現(xiàn)有的三維GIS條件，研究了三維GIS的A*搜索算法實(shí)現(xiàn)單機(jī)單目標(biāo)的航跡規(guī)劃，充分考慮油量、威脅系數(shù)和無(wú)人機(jī)物理約束等因素，確定出合理的代價(jià)函數(shù)作為節(jié)點(diǎn)搜索的估價(jià)函數(shù)。在此基礎(chǔ)上，提出多無(wú)人機(jī)同時(shí)打擊同一目標(biāo)的問(wèn)題�；诙酂o(wú)人機(jī)任務(wù)協(xié)同控制理論，采用分布式控制方法控制多無(wú)人機(jī)同時(shí)打擊目標(biāo)，利用非線性動(dòng)態(tài)平均估計(jì)算法估算多無(wú)人機(jī)同時(shí)到達(dá)目標(biāo)位置的平均時(shí)間，建立了分布式控制的控制方程，采用李雅普洛夫函數(shù)證明了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并研究了受到干擾情況下系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 在軟件實(shí)現(xiàn)上，基于發(fā)展通用型軟件系統(tǒng)的需求，為提高系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性，利用分隔視圖技術(shù)搭建了軟件的控制臺(tái)；采用命令設(shè)計(jì)模式實(shí)現(xiàn)了航點(diǎn)編輯中的撤銷和重做功能；運(yùn)用組件化思想，將網(wǎng)絡(luò)通信模塊封裝為動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，實(shí)現(xiàn)其任意調(diào)用；同時(shí)將虛擬儀表設(shè)計(jì)為獨(dú)立的控件，，可以任意嵌入到其他系統(tǒng)中；采用二維矢量地圖和三維GIS以及數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了基于三維空間的航跡規(guī)劃、航跡跟蹤和回放，以及狀態(tài)監(jiān)控等功能。經(jīng)過(guò)測(cè)試，軟件實(shí)現(xiàn)了航跡規(guī)劃和監(jiān)控的基本功能，為后續(xù)的深入研究奠定了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)人機(jī) 航跡規(guī)劃 同時(shí)打擊任務(wù) 監(jiān)控系統(tǒng) GIS
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：V279
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 研究背景及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀11-16
• 1.1.1 研究背景11-12
• 1.1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2 研究目標(biāo)及內(nèi)容16-17
• 1.3 論文的組織結(jié)構(gòu)17-19
• 第二章 相關(guān)理論與技術(shù)研究19-29
• 2.1 多無(wú)人機(jī)協(xié)同控制理論19-20
• 2.2 數(shù)字地圖技術(shù)20-25
• 2.2.1 二維矢量地圖技術(shù)20-24
• 2.2.2 三維 GIS 技術(shù)24-25
• 2.3 組件化思想25-26
• 2.4 虛擬儀表技術(shù)26-27
• 2.5 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)27
• 2.6 網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議27-28
• 2.7 本章小結(jié)28-29
• 第三章 無(wú)人機(jī)航跡規(guī)劃及其監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)29-40
• 3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方案論述29-30
• 3.2 系統(tǒng)的需求分析30-32
• 3.2.1 系統(tǒng)的功能需求30-32
• 3.2.2 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則32
• 3.3 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)32-39
• 3.3.1 用戶控制層的設(shè)計(jì)34-38
• 3.3.2 數(shù)據(jù)管理層的設(shè)計(jì)38-39
• 3.3.3 網(wǎng)絡(luò)通信層的設(shè)計(jì)39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第四章 無(wú)人機(jī)航跡規(guī)劃的研究40-58
• 4.1 引言40
• 4.2 單機(jī)單目標(biāo)航跡規(guī)劃算法40-48
• 4.2.1 無(wú)人機(jī)的仿真建模41-43
• 4.2.2 飛行環(huán)境建模43-44
• 4.2.3 A*算法代價(jià)函數(shù)的選取44-46
• 4.2.4 航跡規(guī)劃算法的應(yīng)用46-48
• 4.3 同時(shí)打擊任務(wù)的提出48-51
• 4.4 分布式控制多無(wú)人機(jī)同時(shí)到達(dá)51-54
• 4.4.1 非線性動(dòng)態(tài)平均估計(jì)算法51-54
• 4.4.2 非線性動(dòng)態(tài)平均算法的應(yīng)用54
• 4.5 仿真結(jié)果54-57
• 4.6 本章小結(jié)57-58
• 第五章 無(wú)人機(jī)航跡規(guī)劃與監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)58-83
• 5.1 用戶控制層實(shí)現(xiàn)58-75
• 5.1.1 控制臺(tái)模塊的實(shí)現(xiàn)58-63
• 5.1.2 飛行狀態(tài)監(jiān)控模塊的實(shí)現(xiàn)63-71
• 5.1.3 任務(wù)規(guī)劃模塊的實(shí)現(xiàn)71-75
• 5.3 網(wǎng)絡(luò)通信模塊75-80
• 5.3.1 UDP 協(xié)議的實(shí)現(xiàn)76-79
• 5.3.2 TCP 協(xié)議的實(shí)現(xiàn)79-80
• 5.5 數(shù)據(jù)管理模塊80-82
• 5.5.1 系統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)80-81
• 5.5.2 數(shù)據(jù)庫(kù)的連接81-82
• 5.6 本章小結(jié)82-83
• 第六章 系統(tǒng)測(cè)試與結(jié)果分析83-92
• 6.1 用戶控制層測(cè)試83-90
• 6.1.1 控制臺(tái)模塊測(cè)試83-84
• 6.1.2 狀態(tài)監(jiān)控模塊測(cè)試84-88
• 6.1.3 航跡規(guī)劃模塊測(cè)試88-90
• 6.2 網(wǎng)絡(luò)通信層測(cè)試90-91
• 6.3 本章小結(jié)91-92
• 第七章 總結(jié)與展望92-94
• 7.1 本文總結(jié)92-93
• 7.2 展望93-94
• 致謝94-95
• 參考文獻(xiàn)95-98

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)航跡規(guī)劃與監(jiān)控系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：370245