針對無人機（UAV）與地面無人值守傳感器（UGS）的空地協(xié)同目標追蹤問題,提出一種交通道路網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下基于局部搜索樹的移動目標搜索追蹤方法。在該方法中,無人機通過與地面無人值守傳感器抵近通信,獲取目標經(jīng)過傳感器節(jié)點的時間信息,基于該信息估計目標運動速度及預測目標后續(xù)位置,通過局部遞歸搜索優(yōu)化無人機對目標的追蹤路徑。針對追蹤過程中不完全信息條件下的傳感器節(jié)點訪問次序決策問題,設(shè)計了兩種節(jié)點選擇評價機制并對其效果進行了比較和分析。仿真實驗結(jié)果表明,該方法能在目標運動路徑及速度不斷變化的情況下以較大概率捕獲目標。 

【文章來源】：電光與控制. 2019,26(01)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

交通道路網(wǎng)模型Fig．1Ｒoadnetworkmodel

問題描述交通道路網(wǎng)如圖1所示。圖1交通道路網(wǎng)模型Fig．1Ｒoadnetworkmodel路徑之間有連接或者交叉，箭頭處表示某一段路徑的終點，箭頭的方向表示路徑的方向，各路段之間相互組合可以產(chǎn)生多條從A側(cè)到達B側(cè)的路徑。敵方目標意圖從道路網(wǎng)的A側(cè)運動到B側(cè)，運動過程中保持總體方向自A側(cè)向B側(cè)，速度在一定范圍內(nèi)變化。我方提前在目標區(qū)域投放傳感器進行目標監(jiān)控且對道路網(wǎng)的各路段長度與地面無人值守傳感器節(jié)點坐標進行了測量和定位，無人值守傳感器節(jié)點在道路網(wǎng)中的分布如圖2所示。圖2交通道路網(wǎng)傳感器節(jié)點模型Fig．2Themodelofsensornodesinaroadnetwork無人值守傳感器節(jié)點會記錄敵方目標經(jīng)過的時間，在無人機抵近該節(jié)點時，將記錄的局部信息上傳給無人機進行輔助搜索追蹤。圖2所示交通道路網(wǎng)中共包含31個無人值守傳感器節(jié)點，標記為1，2，…，31，隨機分布在道路網(wǎng)路段中較中心位置，位置坐標(位置距離和速度均使用相對單位)已知，在路徑上的連通性構(gòu)成其邏輯上的父子關(guān)系�？梢钥吹�，入口節(jié)點為1，2，3節(jié)點，出口節(jié)點為25，26，27，29節(jié)點，中間節(jié)點構(gòu)成其復雜的節(jié)點網(wǎng)絡(luò)拓撲關(guān)系。在敵方目標沿著圖2路徑自A側(cè)向B側(cè)運動過程中，運動速度為范圍值并記為vtar，出發(fā)節(jié)點為1，2，3節(jié)點中任意一個，出發(fā)時刻記為0時刻。經(jīng)過無人值守傳感器節(jié)點時會觸發(fā)傳感器信號，標記傳感器為目標經(jīng)過狀態(tài)，同時留下目標經(jīng)過的時間信息，未檢測到目標的無人值守傳感器對目標的記錄信息為空。對于傳感器節(jié)點i，標記目標經(jīng)過的時間記為ti，當無人機抵近至該傳感器節(jié)點時，獲取?

勘?。目標在交通道路網(wǎng)中運動，自A側(cè)到B側(cè)有多種路徑可以選擇，設(shè)目標所有的運動路徑集合為G，對目標選擇的任意路徑k∈G，沿途經(jīng)過傳感器pj，有j∈{1，2，…，31}。無人機出發(fā)位置在目標出發(fā)位置后方，但在搜索追蹤過程中，無人機可在任意兩個傳感器節(jié)點間沿直線飛行，目標則沿著路徑飛行。2搜索決策樹對于選取的交通道路網(wǎng)，其在連接上存在前后關(guān)系，在整個道路網(wǎng)的連接邏輯上也存在父子關(guān)系。為便于分析，通過下例說明交通道路網(wǎng)在連接上的邏輯關(guān)系。圖3所示為將目標運動經(jīng)過傳感器節(jié)點的先后次序做出的樹形搜索圖。圖3傳感器節(jié)點次序及分級示意圖Fig．3Sensornodeorderandclassification目標沿某條路徑k運動，在出發(fā)后隨機選擇道路網(wǎng)入口節(jié)點1，2，3中任一個，將目標第一次可到達的節(jié)點設(shè)為第一級節(jié)點，目標第一次可到達的節(jié)點有3個，對應的第一級節(jié)點也有3個。在到達了第一級節(jié)2光與控制第26卷電

【參考文獻】：
期刊論文
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