無(wú)人機(jī)與無(wú)人值守傳感器協(xié)同對(duì)地面目標(biāo)跟蹤技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2022-02-21 19:47
伴隨著無(wú)人設(shè)備在軍事和民用領(lǐng)域的應(yīng)用不斷增多,多種無(wú)人系統(tǒng)之間相互協(xié)同、交叉使用,跨域協(xié)同已逐漸成為無(wú)人系統(tǒng)技術(shù)與運(yùn)用的新的研究方向。在跨域協(xié)同中,空地協(xié)同偵察是無(wú)人機(jī)與地面無(wú)人系統(tǒng)(無(wú)人車、無(wú)人值守傳感器等)對(duì)地面目標(biāo)進(jìn)行偵察監(jiān)視的一類典型問(wèn)題,其研究對(duì)于陸上戰(zhàn)場(chǎng)情報(bào)偵察監(jiān)視具有重要的軍事意義和應(yīng)用價(jià)值?盏貐f(xié)同偵察的樣式之一是將低成本無(wú)人值守傳感器部署在戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中,利用其檢測(cè)附近的目標(biāo),并引導(dǎo)無(wú)人機(jī)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行搜索追蹤攔截,實(shí)現(xiàn)對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)目標(biāo)的跟蹤監(jiān)視。本文面向道路網(wǎng)條件下無(wú)人機(jī)(Unmanned aerial vehicle,UAV)與地面無(wú)人值守傳感器(Unattended Ground Sensor,UGS)協(xié)同對(duì)地面移動(dòng)目標(biāo)的跟蹤問(wèn)題,研究無(wú)人值守傳感器引導(dǎo)下的無(wú)人機(jī)對(duì)移動(dòng)目標(biāo)的追蹤方法,包括單無(wú)人機(jī)對(duì)單移動(dòng)目標(biāo)的追蹤方法以及多無(wú)人機(jī)對(duì)多移動(dòng)目標(biāo)的追蹤方法。論文的主要研究工作及創(chuàng)新點(diǎn)如下:1.分析了無(wú)人機(jī)與地面無(wú)人值守傳感器協(xié)同對(duì)地面移動(dòng)目標(biāo)追蹤問(wèn)題的理論基礎(chǔ)。在無(wú)人機(jī)與無(wú)人值守傳感器任務(wù)協(xié)同的框架下,描述了多無(wú)人機(jī)與無(wú)人值守傳感器任務(wù)協(xié)同要素及協(xié)同任務(wù)問(wèn)題約束;分析了道路網(wǎng)結(jié)構(gòu)...
【文章來(lái)源】:國(guó)防科技大學(xué)湖南省211工程院校985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:84 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究目標(biāo)與意義
1.1.1 研究目標(biāo)
1.1.2 研究意義
1.2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究
1.2.1 國(guó)外相關(guān)研究
1.2.2 國(guó)內(nèi)相關(guān)研究
1.3 論文主要工作
1.4 論文組織結(jié)構(gòu)
第二章 無(wú)人機(jī)與地面無(wú)人值守傳感器協(xié)同的理論基礎(chǔ)
2.1 無(wú)人機(jī)與無(wú)人值守傳感器協(xié)同偵察任務(wù)建模
2.1.1 無(wú)人機(jī)與無(wú)人值守傳感器協(xié)同任務(wù)描述
2.1.2 無(wú)人機(jī)與無(wú)人值守傳感器協(xié)同分析
2.1.3 道路網(wǎng)環(huán)境理論分析
2.1.4 目標(biāo)分析
2.2 無(wú)人機(jī)與地面無(wú)人值守傳感器協(xié)同問(wèn)題約束及規(guī)劃
2.2.1 無(wú)人機(jī)與無(wú)人值守傳感器協(xié)同問(wèn)題任務(wù)約束
2.2.2 無(wú)人機(jī)與無(wú)人值守傳感器協(xié)同任務(wù)綜合規(guī)劃
2.3 Min-Max搜索算法
2.3.1 Min-Max算法復(fù)雜度分析
2.3.2 Min-Max算法適用性分析
2.4 匈牙利算法
2.5 本章小結(jié)
第三章 單無(wú)人機(jī)協(xié)同無(wú)人值守傳感器對(duì)單移動(dòng)目標(biāo)的定位追蹤方法
3.1 構(gòu)建道路網(wǎng)傳感器分布模型及無(wú)人機(jī)搜索決策樹(shù)
3.1.1 建立道路網(wǎng)幾何模型
3.1.2 道路網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)邏輯
3.2 無(wú)人機(jī)協(xié)同無(wú)人值守傳感器對(duì)移動(dòng)目標(biāo)自主追蹤算法
3.2.1 局部信息的獲取與應(yīng)用
3.2.2 設(shè)計(jì)無(wú)人值守傳感器的節(jié)點(diǎn)評(píng)價(jià)方法
3.2.3 節(jié)點(diǎn)評(píng)價(jià)啟發(fā)式搜索方法
3.2.4 單無(wú)人機(jī)協(xié)同無(wú)人值守傳感器追蹤搜索算法總體流程
3.2.5 算法復(fù)雜度分析
3.4 實(shí)驗(yàn)仿真驗(yàn)證及結(jié)論
3.4.1 實(shí)驗(yàn)仿真環(huán)境及參數(shù)設(shè)置
3.4.2 無(wú)人機(jī)單次攔截仿真實(shí)驗(yàn)示例
3.4.3 不同節(jié)點(diǎn)評(píng)價(jià)方法下的攔截率對(duì)比分析
3.5 本章小結(jié)
第四章 多無(wú)人機(jī)協(xié)同無(wú)人值守傳感器對(duì)多移動(dòng)目標(biāo)的定位追蹤方法
4.1 多無(wú)人機(jī)協(xié)同無(wú)人值守傳感器搜索的分層滾動(dòng)優(yōu)化方法
4.1.1 多無(wú)人機(jī)協(xié)同無(wú)人值守傳感器搜索的任務(wù)分層
4.1.2 多無(wú)人機(jī)協(xié)同無(wú)人值守傳感器搜索的滾動(dòng)優(yōu)化
4.2 基于匈牙利算法及節(jié)點(diǎn)調(diào)整規(guī)則的任務(wù)協(xié)同分配
4.2.1 無(wú)人機(jī)后續(xù)檢索節(jié)點(diǎn)調(diào)整規(guī)則
4.2.2 匈牙利算法的應(yīng)用
4.3 多無(wú)人機(jī)協(xié)同無(wú)人值守傳感器搜索總體流程及性能分析
4.3.1 多無(wú)人機(jī)協(xié)同無(wú)人值守傳感器搜索總體流程
4.3.2 多無(wú)人機(jī)協(xié)同無(wú)人值守傳感器搜索性能分析
4.4 多無(wú)人機(jī)協(xié)同無(wú)人值守傳感器對(duì)地面目標(biāo)追蹤仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)論
4.4.1 實(shí)驗(yàn)仿真環(huán)境及條件參數(shù)設(shè)置
4.4.2 目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡分析
4.4.3 多無(wú)人機(jī)協(xié)同無(wú)人值守傳感器單次仿真實(shí)驗(yàn)示例
4.4.4 不同實(shí)驗(yàn)條件下多無(wú)人機(jī)攔截率對(duì)比
4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 工作總結(jié)
5.2 工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
作者在學(xué)期間取得的學(xué)術(shù)成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]無(wú)人值守傳感器目標(biāo)分類方法[J]. 永勝. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2018(05)
[2]2017年軍用無(wú)人機(jī)裝備技術(shù)發(fā)展回眸[J]. 程龍,羅烈,柴建忠. 科技導(dǎo)報(bào). 2018(04)
[3]雙人博弈問(wèn)題中的蒙特卡洛樹(shù)搜索算法的改進(jìn)[J]. 季輝,丁澤軍. 計(jì)算機(jī)科學(xué). 2018(01)
[4]基于成像傳感器特性的偵察無(wú)人機(jī)航跡規(guī)劃研究[J]. 于堯,程建博,李迎春. 兵器裝備工程學(xué)報(bào). 2017(08)
[5]無(wú)人機(jī)多傳感器協(xié)同探測(cè)方案設(shè)計(jì)[J]. 劉寧波,周偉,孫艷麗. 計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程. 2017(07)
[6]Human Machine Collaborative Support Scheduling System of Intelligence Information from Multiple Unmanned Aerial Vehicles Based on Eye Tracker[J]. 簡(jiǎn)立軒,尹棟,沈林成,牛軼峰. Journal of Shanghai Jiaotong University(Science). 2017(03)
[7]多無(wú)人機(jī)協(xié)同編隊(duì)飛行控制研究現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 宗群,王丹丹,邵士凱,張博淵,韓宇. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(03)
[8]基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃的無(wú)人機(jī)協(xié)同偵察路線規(guī)劃[J]. 童瑋,李業(yè)軍,沈煥生,鄭翔,蔣海霞. 軍事通信技術(shù). 2016(03)
[9]一種超低功耗無(wú)線震動(dòng)傳感器設(shè)計(jì)[J]. 修威國(guó),唐勝武,王政,咸婉婷,周勝. 傳感器與微系統(tǒng). 2016(02)
[10]無(wú)人機(jī)多機(jī)動(dòng)目標(biāo)自主探測(cè)與跟蹤[J]. 張音哲,劉貴喜,李斯,黃楠楠. 控制理論與應(yīng)用. 2015(11)
博士論文
[1]多無(wú)人機(jī)協(xié)同目標(biāo)跟蹤問(wèn)題建模與優(yōu)化技術(shù)研究[D]. 王林.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
本文編號(hào):3637931
【文章來(lái)源】:國(guó)防科技大學(xué)湖南省211工程院校985工程院校
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【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究目標(biāo)與意義
1.1.1 研究目標(biāo)
1.1.2 研究意義
1.2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究
1.2.1 國(guó)外相關(guān)研究
1.2.2 國(guó)內(nèi)相關(guān)研究
1.3 論文主要工作
1.4 論文組織結(jié)構(gòu)
第二章 無(wú)人機(jī)與地面無(wú)人值守傳感器協(xié)同的理論基礎(chǔ)
2.1 無(wú)人機(jī)與無(wú)人值守傳感器協(xié)同偵察任務(wù)建模
2.1.1 無(wú)人機(jī)與無(wú)人值守傳感器協(xié)同任務(wù)描述
2.1.2 無(wú)人機(jī)與無(wú)人值守傳感器協(xié)同分析
2.1.3 道路網(wǎng)環(huán)境理論分析
2.1.4 目標(biāo)分析
2.2 無(wú)人機(jī)與地面無(wú)人值守傳感器協(xié)同問(wèn)題約束及規(guī)劃
2.2.1 無(wú)人機(jī)與無(wú)人值守傳感器協(xié)同問(wèn)題任務(wù)約束
2.2.2 無(wú)人機(jī)與無(wú)人值守傳感器協(xié)同任務(wù)綜合規(guī)劃
2.3 Min-Max搜索算法
2.3.1 Min-Max算法復(fù)雜度分析
2.3.2 Min-Max算法適用性分析
2.4 匈牙利算法
2.5 本章小結(jié)
第三章 單無(wú)人機(jī)協(xié)同無(wú)人值守傳感器對(duì)單移動(dòng)目標(biāo)的定位追蹤方法
3.1 構(gòu)建道路網(wǎng)傳感器分布模型及無(wú)人機(jī)搜索決策樹(shù)
3.1.1 建立道路網(wǎng)幾何模型
3.1.2 道路網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)邏輯
3.2 無(wú)人機(jī)協(xié)同無(wú)人值守傳感器對(duì)移動(dòng)目標(biāo)自主追蹤算法
3.2.1 局部信息的獲取與應(yīng)用
3.2.2 設(shè)計(jì)無(wú)人值守傳感器的節(jié)點(diǎn)評(píng)價(jià)方法
3.2.3 節(jié)點(diǎn)評(píng)價(jià)啟發(fā)式搜索方法
3.2.4 單無(wú)人機(jī)協(xié)同無(wú)人值守傳感器追蹤搜索算法總體流程
3.2.5 算法復(fù)雜度分析
3.4 實(shí)驗(yàn)仿真驗(yàn)證及結(jié)論
3.4.1 實(shí)驗(yàn)仿真環(huán)境及參數(shù)設(shè)置
3.4.2 無(wú)人機(jī)單次攔截仿真實(shí)驗(yàn)示例
3.4.3 不同節(jié)點(diǎn)評(píng)價(jià)方法下的攔截率對(duì)比分析
3.5 本章小結(jié)
第四章 多無(wú)人機(jī)協(xié)同無(wú)人值守傳感器對(duì)多移動(dòng)目標(biāo)的定位追蹤方法
4.1 多無(wú)人機(jī)協(xié)同無(wú)人值守傳感器搜索的分層滾動(dòng)優(yōu)化方法
4.1.1 多無(wú)人機(jī)協(xié)同無(wú)人值守傳感器搜索的任務(wù)分層
4.1.2 多無(wú)人機(jī)協(xié)同無(wú)人值守傳感器搜索的滾動(dòng)優(yōu)化
4.2 基于匈牙利算法及節(jié)點(diǎn)調(diào)整規(guī)則的任務(wù)協(xié)同分配
4.2.1 無(wú)人機(jī)后續(xù)檢索節(jié)點(diǎn)調(diào)整規(guī)則
4.2.2 匈牙利算法的應(yīng)用
4.3 多無(wú)人機(jī)協(xié)同無(wú)人值守傳感器搜索總體流程及性能分析
4.3.1 多無(wú)人機(jī)協(xié)同無(wú)人值守傳感器搜索總體流程
4.3.2 多無(wú)人機(jī)協(xié)同無(wú)人值守傳感器搜索性能分析
4.4 多無(wú)人機(jī)協(xié)同無(wú)人值守傳感器對(duì)地面目標(biāo)追蹤仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)論
4.4.1 實(shí)驗(yàn)仿真環(huán)境及條件參數(shù)設(shè)置
4.4.2 目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡分析
4.4.3 多無(wú)人機(jī)協(xié)同無(wú)人值守傳感器單次仿真實(shí)驗(yàn)示例
4.4.4 不同實(shí)驗(yàn)條件下多無(wú)人機(jī)攔截率對(duì)比
4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 工作總結(jié)
5.2 工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
作者在學(xué)期間取得的學(xué)術(shù)成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]無(wú)人值守傳感器目標(biāo)分類方法[J]. 永勝. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2018(05)
[2]2017年軍用無(wú)人機(jī)裝備技術(shù)發(fā)展回眸[J]. 程龍,羅烈,柴建忠. 科技導(dǎo)報(bào). 2018(04)
[3]雙人博弈問(wèn)題中的蒙特卡洛樹(shù)搜索算法的改進(jìn)[J]. 季輝,丁澤軍. 計(jì)算機(jī)科學(xué). 2018(01)
[4]基于成像傳感器特性的偵察無(wú)人機(jī)航跡規(guī)劃研究[J]. 于堯,程建博,李迎春. 兵器裝備工程學(xué)報(bào). 2017(08)
[5]無(wú)人機(jī)多傳感器協(xié)同探測(cè)方案設(shè)計(jì)[J]. 劉寧波,周偉,孫艷麗. 計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程. 2017(07)
[6]Human Machine Collaborative Support Scheduling System of Intelligence Information from Multiple Unmanned Aerial Vehicles Based on Eye Tracker[J]. 簡(jiǎn)立軒,尹棟,沈林成,牛軼峰. Journal of Shanghai Jiaotong University(Science). 2017(03)
[7]多無(wú)人機(jī)協(xié)同編隊(duì)飛行控制研究現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 宗群,王丹丹,邵士凱,張博淵,韓宇. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(03)
[8]基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃的無(wú)人機(jī)協(xié)同偵察路線規(guī)劃[J]. 童瑋,李業(yè)軍,沈煥生,鄭翔,蔣海霞. 軍事通信技術(shù). 2016(03)
[9]一種超低功耗無(wú)線震動(dòng)傳感器設(shè)計(jì)[J]. 修威國(guó),唐勝武,王政,咸婉婷,周勝. 傳感器與微系統(tǒng). 2016(02)
[10]無(wú)人機(jī)多機(jī)動(dòng)目標(biāo)自主探測(cè)與跟蹤[J]. 張音哲,劉貴喜,李斯,黃楠楠. 控制理論與應(yīng)用. 2015(11)
博士論文
[1]多無(wú)人機(jī)協(xié)同目標(biāo)跟蹤問(wèn)題建模與優(yōu)化技術(shù)研究[D]. 王林.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
本文編號(hào):3637931
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