本文關(guān)鍵詞：多小型無(wú)人機(jī)協(xié)同航跡規(guī)劃及其硬件在回路仿真，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜多變,單小型無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)能力有限,通過(guò)多無(wú)人機(jī)的集群協(xié)作,無(wú)人機(jī)能夠獲得更高層次的自主性,完成協(xié)同區(qū)域覆蓋,協(xié)同攻擊等復(fù)雜的作戰(zhàn)任務(wù)。多無(wú)人機(jī)協(xié)同航跡規(guī)劃是完成協(xié)同任務(wù)的基礎(chǔ),其目的在于在滿足各無(wú)人機(jī)任務(wù)需求的前提下,使得多無(wú)人機(jī)的整體作戰(zhàn)效能達(dá)到最大。然而現(xiàn)協(xié)同航跡規(guī)劃問(wèn)題的相關(guān)研究還處于起步階段,其模型結(jié)構(gòu)復(fù)雜,協(xié)同算法智能性較低,仿真方式單一且可信度較低,針對(duì)上述問(wèn)題,本文對(duì)無(wú)人機(jī)協(xié)同問(wèn)題進(jìn)行了分析,開(kāi)展了使用改進(jìn)的蟻群算法來(lái)完成協(xié)同航跡規(guī)劃問(wèn)題的研究。蟻群算法基于仿生學(xué)原理設(shè)計(jì),其利用正反饋的激勵(lì)方式,已經(jīng)能夠解決單無(wú)人機(jī)航跡規(guī)劃問(wèn)題。本文首先對(duì)基于蟻群算法的單無(wú)人機(jī)航跡規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行分析改進(jìn),針對(duì)小型無(wú)人機(jī)特殊作戰(zhàn)模式與約束條件,重新對(duì)航跡規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,并在此模型基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了算法仿真驗(yàn)證,同時(shí)對(duì)蟻群算法的參數(shù)選用,航跡平滑等問(wèn)題也進(jìn)行了討論。隨后本文在常規(guī)蟻群算法的基礎(chǔ)之上,激發(fā)算法內(nèi)含的并行機(jī)制,對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化改良,生成適用于解決多無(wú)人機(jī)協(xié)同航跡規(guī)劃問(wèn)題的多種群蟻群算法。使用層次劃分法對(duì)協(xié)同航跡規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行了分解簡(jiǎn)化,最后基于小型無(wú)人機(jī)離線協(xié)同航跡規(guī)劃問(wèn)題中具有代表性的同時(shí)集結(jié)任務(wù)進(jìn)行了算法仿真驗(yàn)證。現(xiàn)有的多無(wú)人機(jī)協(xié)同仿真環(huán)境的不能夠較好驗(yàn)證協(xié)同問(wèn)題,本文基于商用開(kāi)源飛行控制平臺(tái)PIXHAWK和飛行仿真軟件X-Plane,設(shè)計(jì)并搭建了低成本、高可信度的多無(wú)人機(jī)協(xié)同硬件在回路仿真平臺(tái),并使用該平臺(tái)對(duì)多種群蟻群算法規(guī)劃出的航點(diǎn)信息的可行性進(jìn)行了分析和驗(yàn)證,仿真結(jié)果表明文中所述算法規(guī)劃出的航點(diǎn)能夠較好的完成協(xié)同任務(wù),算法具有較高的可行性與可信度。
【關(guān)鍵詞】：協(xié)同航跡規(guī)劃 蟻群算法 硬件在回路仿真
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V279
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 第1章 緒論13-24
• 1.1 研究背景及意義13-16
• 1.2 協(xié)同航跡規(guī)劃問(wèn)題分析及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-20
• 1.2.1 無(wú)人機(jī)航跡規(guī)劃問(wèn)題分析17-19
• 1.2.2 多無(wú)人機(jī)協(xié)同國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀19-20
• 1.2.3 協(xié)同航跡規(guī)劃仿真技術(shù)研究現(xiàn)狀20
• 1.3 協(xié)同航跡規(guī)劃中關(guān)鍵問(wèn)題及未來(lái)研究方向20-21
• 1.4 本文結(jié)構(gòu)安排21-24
• 第2章 單小型無(wú)人機(jī)航跡規(guī)劃研究24-42
• 2.1 無(wú)人機(jī)航跡規(guī)劃模型建立24-27
• 2.1.1 小型無(wú)人機(jī)機(jī)動(dòng)性約束24-25
• 2.1.2 飛行任務(wù)要求25-26
• 2.1.3 環(huán)境威脅代價(jià)建模26-27
• 2.2 基于蟻群算法的UAV單機(jī)航跡規(guī)劃27-38
• 2.2.1 蟻群算法簡(jiǎn)介27-29
• 2.2.2 基于蟻群算法的單無(wú)人機(jī)航跡規(guī)劃29-32
• 2.2.3 航跡曲線擬合問(wèn)題32-33
• 2.2.4 蟻群算法參數(shù)選用問(wèn)題33-38
• 2.3 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析38-41
• 2.4 本章小結(jié)41-42
• 第3章 多小型無(wú)人機(jī)協(xié)同航跡規(guī)劃研究42-52
• 3.1 多無(wú)人機(jī)航跡規(guī)劃模型的建立42-43
• 3.1.1 空間協(xié)同約束42
• 3.1.2 時(shí)間協(xié)同約束42-43
• 3.2 基于層次分解法的多無(wú)人機(jī)協(xié)同航跡規(guī)劃43-51
• 3.2.1 基于多種群蟻群算法的多無(wú)人機(jī)航跡規(guī)劃45-48
• 3.2.2 仿真結(jié)果分析48-51
• 3.3 本章小結(jié)51-52
• 第4章 協(xié)同航跡規(guī)劃硬件在回路仿真52-66
• 4.1 仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)52-60
• 4.1.1 飛行控制器的分析選用53-58
• 4.1.2 飛行仿真器的分析選用58-59
• 4.1.3 半實(shí)物仿真平臺(tái)的層次劃分59-60
• 4.2 協(xié)同航跡規(guī)劃硬件在回路仿真驗(yàn)證60-65
• 4.2.1 搭建設(shè)置仿真環(huán)境61-62
• 4.2.2 仿真情況62-65
• 4.3 本章小結(jié)65-66
• 結(jié)論66-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單72-73
• 致謝73

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 林林;孫其博;王尚廣;楊放春;;多無(wú)人機(jī)協(xié)同航路規(guī)劃研究[J];北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào);2013年05期

2 習(xí)業(yè)勛;鄧聯(lián)文;張紀(jì)陽(yáng);張代兵;;基于多核架構(gòu)無(wú)人機(jī)飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];電子測(cè)量技術(shù);2014年10期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 林林;基于協(xié)同機(jī)制的多無(wú)人機(jī)任務(wù)規(guī)劃研究[D];北京郵電大學(xué);2013年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 湯一鑫;無(wú)人機(jī)航跡規(guī)劃策略與仿真的研究[D];天津大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：多小型無(wú)人機(jī)協(xié)同航跡規(guī)劃及其硬件在回路仿真，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：390167