區(qū)域偵察是無人機研究領(lǐng)域的一個重要分支。由于實際任務(wù)和環(huán)境十分復(fù)雜,區(qū)域偵察控制方法必須具備較快的計算速度、較強的自主性和智能性。人工智能因具有學(xué)習(xí)能力強、效率高、融合度高等特性被應(yīng)用于區(qū)域偵察任務(wù)中。本文系統(tǒng)介紹了區(qū)域偵察問題的背景并綜述了基于人工智能解決該問題的方法,主要分為構(gòu)造并優(yōu)化目標函數(shù)的啟發(fā)式算法和求解最優(yōu)價值或策略的深度強化學(xué)習(xí)方法這兩類。通過對上述方法的全方位比較,發(fā)現(xiàn)深度強化學(xué)習(xí)因具有自學(xué)習(xí)和在線學(xué)習(xí)的性能,能很好地適應(yīng)復(fù)雜、未知環(huán)境進而能快速、準確解決區(qū)域偵察問題。此外,本文還探討了無人機區(qū)域偵察技術(shù)的發(fā)展趨勢及深度強化學(xué)習(xí)面臨的挑戰(zhàn)。 

【文章來源】：航空科學(xué)技術(shù). 2020,31(10)

【文章頁數(shù)】：12 頁

【部分圖文】：

區(qū)域偵察任務(wù)環(huán)境示意圖

螞蟻是自然界中的一種微小、弱勢的群體，單獨的螞蟻沒有太多智能行為，但當多個螞蟻一起工作時，它們可以沿著最優(yōu)的路徑尋找、搬運食物，具有良好的協(xié)同性、智能性。具體蟻群尋找最優(yōu)路徑的過程如圖3所示。圖3(a）表示蟻群遇到一個分叉路口，需要做出選擇；圖3(b）表示上下兩條路徑長度是不等的，螞蟻隨機選擇一條；圖3(c）表示選擇下面這條路的螞蟻先到達目的地，沿原路返回并釋放更多的信息素；圖3(d）表示下面路徑積累的信息素比上面路徑更多，螞蟻傾向于選擇下面這條路，也就是信息素多的路徑（圖3中的虛線表示信息素）。同樣，將蟻群尋找最優(yōu)路徑的想法應(yīng)用到無人機區(qū)域偵察上面，能優(yōu)化各個無人機的路徑，減少能量損失。

許友平[31]用粒子群算法求解目標搜索階段的航路規(guī)劃問題，使無人機在較短的時間內(nèi)遍歷任務(wù)區(qū)域，從而偵察到更多的目標，降低區(qū)域信息的不確定度。參考文獻[32]用粒子群算法為每架無人機規(guī)劃航路，在求解過程中，將其他無人機考慮進目標函數(shù)，從而實現(xiàn)多無人機的協(xié)同搜索，如圖4所示。該文獻除了將探測收益考慮在內(nèi)，由于無人機轉(zhuǎn)彎相比直飛更消耗燃料，為鼓勵直飛還將直飛收益也考慮進收益函數(shù)中。于是優(yōu)化的目標函數(shù)是：

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[6]無人機區(qū)域偵察航路規(guī)劃研究[D]. 鄭宏捷.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011



本文編號：3503398