近年來,許多國家都相繼開展了針對(duì)如何控制多艘水面無人艇(Unmanned Surface Vehicle,USV)完成協(xié)同作業(yè)的研究。多艘USV進(jìn)行協(xié)同作業(yè),不僅克服了單一 USV平臺(tái)在功能上的限制,而且大大提高了作業(yè)效率與范圍。論文主要針對(duì)多USV協(xié)同搜索相關(guān)問題展開研究,提出了一種以協(xié)同系統(tǒng)框架為基礎(chǔ),控制多USV采取適當(dāng)?shù)膮f(xié)同搜索方法和協(xié)同搜索決策解決多無人艇協(xié)同搜索問題的方法,論文主要研究工作及創(chuàng)新點(diǎn)如下:(1)分析了多USV協(xié)同搜索問題的特點(diǎn),建立了多無人艇協(xié)同搜索的分布式體系結(jié)構(gòu)。論文借鑒軍事領(lǐng)域中常用的OODA決策過程模型,首先建立了單艘無人艇自主搜索控制體系結(jié)構(gòu),并進(jìn)一步構(gòu)建了多無人艇協(xié)同搜索的分布式控制體系結(jié)構(gòu)。(2)在此結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,提出運(yùn)用基于搜索圖的多無人艇協(xié)同搜索方法控制多USV完成協(xié)同搜索任務(wù)。論文比較了多種搜索方法,提出利用搜索圖法的實(shí)時(shí)探測(cè)信息性建立多無人艇協(xié)同搜索的環(huán)境描述規(guī)則,建立搜索概率圖反映任務(wù)區(qū)域信息。給出了基于目標(biāo)分布特性的搜索圖初始化方法和基于Bayes準(zhǔn)則的搜索圖動(dòng)態(tài)更新方法。(3)提出了一種基于分布式滾動(dòng)優(yōu)化的多USV協(xié)同搜索決策,并建...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１美國海軍多ＵＳＶ?“蜂群”作戰(zhàn)演示??Ｆｉｇ?１．１?Ｍｕｌｔｉ－ＵＳ?Ｖ?＂ｂｅｅ?ｇｒｏｕｐ＂?ｃｏｍｂａｔ?ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ??４

圖１．１美國海軍多ＵＳＶ?“蜂群”作戰(zhàn)演示??Ｆｉｇ?１．１?Ｍｕｌｔｉ－ＵＳ?Ｖ?＂ｂｅｅ?ｇｒｏｕｐ＂?ｃｏｍｂａｔ?ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ??美國麻省理工學(xué)院的Ｔｏｂｙ?Ｓｃｈｎｅｉｄｅｒｒ和Ｊｏｓｅｐｈ?Ｃｕｒｃｉｏ等［４］自主研發(fā)了?４艘水??面無人艇，并且基于自主....

圖３．１基本的ＯＯＤＡ決策循環(huán)示意圖??

用此模型分析無人機(jī)系統(tǒng)在作戰(zhàn)的各個(gè)階段的表現(xiàn)，并由此定義了無人機(jī)系統(tǒng)的??自主控制等級(jí)（ａｃｌ）［１４］。??如圖３．１所示，ＯＯＤＡ模型決策過程包括觀測(cè)、判斷、決策和執(zhí)行四個(gè)環(huán)節(jié)，??四個(gè)環(huán)節(jié)之間相互傳遞信息和反饋信息。觀測(cè)過程負(fù)責(zé)信息的收集進(jìn)而將所收集??到的情報(bào)信息發(fā)送給判....

圖３．２單艘ＵＳＶ自主搜索控制體系結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇ３．２?Ａ?ｓｉｎｇｌｅ?ＵＳＶ?ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ?ｓｅａｒｃｈ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ??Ｖ

對(duì)于無人艇（ＵＳＶ）的自主控制和決策過程與ＯＯＤＡ過程十分的類似，它也同??樣遵循這樣一個(gè)動(dòng)態(tài)循環(huán)的決策過程，同時(shí)也是一個(gè)動(dòng)態(tài)的在線優(yōu)化控制與決策??過程，所以根據(jù)ＯＯＤＡ模型建立單艘ＵＳＶ自主搜索控制體系結(jié)構(gòu)如圖３．２所示。??／〇時(shí)刻＿初始信息?????？？？：?？?Ｉ??觀....

圖３．３?ＵＳＶ自主搜索邏輯層次結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇ３．３?ＵＳＶ?Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ?Ｓｅａｒｃｈ?Ｌｏｇｉｃａｌ?Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ??

第３章多無人艇協(xié)同搜索分布式控制體系結(jié)構(gòu)??通過單艘ＵＳＶ自主搜索控制體系結(jié)構(gòu)我們可以建立單艘ＵＳＶ自主搜索的層??次化邏輯結(jié)構(gòu)，如圖３．３所示，可以簡化的分為三個(gè)主要層次：環(huán)境探測(cè)層、任??務(wù)決策層、航跡規(guī)劃層。??ｙｔ時(shí)刻??，ｆ??環(huán)境探測(cè)?…當(dāng)前的情況是什么？??，ｒ??....

本文編號(hào)：3977442