本文關(guān)鍵詞：異構(gòu)多無(wú)人機(jī)多任務(wù)規(guī)劃研究

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【摘要】：任務(wù)規(guī)劃是無(wú)人機(jī)能否科學(xué)合理執(zhí)行任務(wù)的重要環(huán)節(jié)。研究異構(gòu)多無(wú)人機(jī)多任務(wù)規(guī)劃建模與算法,為無(wú)人機(jī)制定出滿足作戰(zhàn)需求的任務(wù)計(jì)劃,使多無(wú)人機(jī)系統(tǒng)整體作戰(zhàn)效能優(yōu)于各無(wú)人機(jī)獨(dú)立作戰(zhàn)效能的總和,是發(fā)揮多無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵,具有重要的理論價(jià)值與現(xiàn)實(shí)意義。本文針對(duì)異構(gòu)多無(wú)人機(jī)多任務(wù)規(guī)劃特點(diǎn)對(duì)任務(wù)規(guī)劃模型及算法開(kāi)展研究,分析任務(wù)之間的各種約束關(guān)系,給出了能夠體現(xiàn)任務(wù)之間相互協(xié)調(diào)的任務(wù)規(guī)劃描述方法;針對(duì)同時(shí)多任務(wù)指派問(wèn)題的復(fù)雜性,提出了異構(gòu)多無(wú)人機(jī)多任務(wù)規(guī)劃模型和相應(yīng)的算法;基于VR-Forces設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境。主要研究工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:(1)研究了異構(gòu)多無(wú)人機(jī)多任務(wù)規(guī)劃問(wèn)題。根據(jù)多無(wú)人機(jī)多任務(wù)的任務(wù)優(yōu)先級(jí)、目標(biāo)位置、時(shí)間要求等屬性對(duì)任務(wù)規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行了描述,提出了任務(wù)規(guī)劃分解的特點(diǎn)、原則和內(nèi)容,建立了異構(gòu)多無(wú)人機(jī)多任務(wù)規(guī)劃的工作機(jī)制,給了出任務(wù)規(guī)劃的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求和基本流程。(2)建立了異構(gòu)多無(wú)人機(jī)多任務(wù)規(guī)劃數(shù)學(xué)建模。提出了任務(wù)規(guī)劃的建模思想,同時(shí)在對(duì)任務(wù)合理分解的基礎(chǔ)上,建立了單基地異構(gòu)多無(wú)人機(jī)多任務(wù)規(guī)劃問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型,在多基地問(wèn)題上,針對(duì)經(jīng)典的MILP模型,提出了改進(jìn)的MILP模型。(3)設(shè)計(jì)了基于禁忌搜索的異構(gòu)多無(wú)人機(jī)多任務(wù)規(guī)劃算法。異構(gòu)多無(wú)人機(jī)多任務(wù)規(guī)劃模型的約束條件較多,利用禁忌搜索算法對(duì)其進(jìn)行求解的關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)合適的移動(dòng)算子、搜索策略、禁忌列表和特赦準(zhǔn)則等等。針對(duì)模型特點(diǎn),本文設(shè)計(jì)了合適的算法組件,確保了解個(gè)體的合法性和移動(dòng)算子的可行性。(4)研究了異構(gòu)多無(wú)人機(jī)多任務(wù)規(guī)劃效能評(píng)估問(wèn)題。根據(jù)效能評(píng)估指標(biāo)的選取原則和異構(gòu)多無(wú)人機(jī)多任務(wù)規(guī)劃的特點(diǎn),運(yùn)用層次分析法建立了異構(gòu)多無(wú)人機(jī)多任務(wù)規(guī)劃的效能評(píng)估指標(biāo)體系,并結(jié)合建立的指標(biāo)體系建立了模糊綜合評(píng)估模型。(5)開(kāi)發(fā)了異構(gòu)多無(wú)人機(jī)多任務(wù)規(guī)劃虛擬現(xiàn)實(shí)模擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境。結(jié)合異構(gòu)多無(wú)人機(jī)多任務(wù)規(guī)劃模型和算法的理論研究,開(kāi)發(fā)了基于VRForces的異構(gòu)多無(wú)人機(jī)多任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng),設(shè)計(jì)了仿真案例,并對(duì)模型和算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
【關(guān)鍵詞】：異構(gòu)多無(wú)人機(jī) 任務(wù)規(guī)劃 效能評(píng)估 虛擬現(xiàn)實(shí)
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：V279
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 研究背景及意義12-15
• 1.1.1 應(yīng)用需求12-14
• 1.1.2 理論需求14-15
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.1 問(wèn)題模型16-17
• 1.2.2 求解算法17-18
• 1.3 現(xiàn)有研究的不足18
• 1.4 本文的主要內(nèi)容與章節(jié)安排18-20
• 第二章 異構(gòu)多無(wú)人機(jī)多任務(wù)規(guī)劃問(wèn)題分析20-28
• 2.1 異構(gòu)多無(wú)人機(jī)多任務(wù)規(guī)劃問(wèn)題描述20-22
• 2.1.1 異構(gòu)多無(wú)人機(jī)多任務(wù)規(guī)劃特點(diǎn)20-21
• 2.1.2 異構(gòu)多無(wú)人機(jī)多任務(wù)規(guī)劃原則21-22
• 2.1.3 異構(gòu)多無(wú)人機(jī)多任務(wù)規(guī)劃內(nèi)容22
• 2.2 異構(gòu)多無(wú)人機(jī)多任務(wù)規(guī)劃工作機(jī)制22-27
• 2.2.1 異構(gòu)多無(wú)人機(jī)多任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)結(jié)構(gòu)22-24
• 2.2.2 異構(gòu)多無(wú)人機(jī)多任務(wù)規(guī)劃技術(shù)要求24-25
• 2.2.3 異構(gòu)多無(wú)人機(jī)多任務(wù)規(guī)劃基本流程25-27
• 2.3 本章小結(jié)27-28
• 第三章 異構(gòu)多無(wú)人機(jī)多任務(wù)規(guī)劃問(wèn)題建模28-45
• 3.1 異構(gòu)多無(wú)人機(jī)多任務(wù)規(guī)劃建模思路28
• 3.2 異構(gòu)多無(wú)人機(jī)多任務(wù)規(guī)劃任務(wù)分解28-31
• 3.2.1 情報(bào)偵察29
• 3.2.2 目標(biāo)指示29-30
• 3.2.3 炮火校射30
• 3.2.4 電子干擾30
• 3.2.5 火力打擊30-31
• 3.2.6 毀傷評(píng)估31
• 3.3 異構(gòu)多無(wú)人機(jī)多任務(wù)規(guī)劃數(shù)學(xué)建模31-43
• 3.3.1 單基地異構(gòu)多無(wú)人機(jī)多任務(wù)規(guī)劃模型31-35
• 3.3.2 多基地異構(gòu)多無(wú)人機(jī)多任務(wù)規(guī)劃模型35-40
• 3.3.3 異構(gòu)多無(wú)人機(jī)多任務(wù)規(guī)劃模型分析40-43
• 3.4 本章小結(jié)43-45
• 第四章 基于TS的異構(gòu)多無(wú)人機(jī)多任務(wù)規(guī)劃算法45-61
• 4.1 任務(wù)規(guī)劃算法研究的意義45
• 4.2 任務(wù)規(guī)劃算法的分類(lèi)45-48
• 4.2.1 數(shù)學(xué)規(guī)劃方法46
• 4.2.2 智能優(yōu)化算法46-47
• 4.2.3 啟發(fā)式算法47-48
• 4.3 基于TS的異構(gòu)多無(wú)人機(jī)多任務(wù)規(guī)劃算法研究48-57
• 4.3.1 禁忌搜索算法描述48-50
• 4.3.2 禁忌搜索的關(guān)鍵要素50-54
• 4.3.3 基于TS的異構(gòu)多無(wú)人機(jī)多任務(wù)規(guī)劃算法設(shè)計(jì)54-57
• 4.4 Matlab仿真57-60
• 4.5 本章小結(jié)60-61
• 第五章 異構(gòu)多無(wú)人機(jī)多任務(wù)規(guī)劃效能評(píng)估61-71
• 5.1 作戰(zhàn)效能評(píng)估概述61
• 5.2 作戰(zhàn)效能評(píng)估方法比較分析61-63
• 5.3 異構(gòu)多無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)效能評(píng)估指標(biāo)體系63
• 5.4 異構(gòu)多無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)效能評(píng)估模型建立63-65
• 5.5 異構(gòu)多無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)效能評(píng)估計(jì)算實(shí)例65-70
• 5.6 本章小結(jié)70-71
• 第六章 異構(gòu)多無(wú)人機(jī)多任務(wù)規(guī)劃仿真實(shí)驗(yàn)71-90
• 6.1 VR-Forces軟件簡(jiǎn)介71-72
• 6.2 基于實(shí)體參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)體模型72-74
• 6.3 實(shí)體行為仿真框架74-75
• 6.4 任務(wù)設(shè)置和數(shù)據(jù)請(qǐng)求75-78
• 6.5 虛擬場(chǎng)景地形制作78-81
• 6.6 任務(wù)規(guī)劃虛擬現(xiàn)實(shí)仿真實(shí)驗(yàn)81-89
• 6.6.1 任務(wù)規(guī)劃可行性實(shí)驗(yàn)81-85
• 6.6.2 任務(wù)規(guī)劃性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)85-86
• 6.6.3 任務(wù)規(guī)劃作戰(zhàn)效能實(shí)驗(yàn)86-89
• 6.7 本章小結(jié)89-90
• 第七章 總結(jié)與展望90-92
• 7.1 總結(jié)90-91
• 7.2 展望91-92
• 參考文獻(xiàn)92-97
• 致謝97-99
• 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文專(zhuān)利99

【參考文獻(xiàn)】

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