無人機(jī)具有部署方便、結(jié)構(gòu)簡單、隱蔽性好、起降靈活等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于應(yīng)急求援、偵查監(jiān)視、地理測繪、電路巡檢、氣象監(jiān)測、新聞拍攝、物流等諸多領(lǐng)域。無人機(jī)編隊(duì)組網(wǎng)充分體現(xiàn)出多無人機(jī)協(xié)作的優(yōu)勢,提高集群無人機(jī)執(zhí)行任務(wù)的能力。因此需要研究無人機(jī)與通信技術(shù)相結(jié)合的無人機(jī)組網(wǎng)編隊(duì)技術(shù),為無人機(jī)在復(fù)雜環(huán)境中協(xié)同完成任務(wù)提供有效可靠的理論技術(shù)支持,在多機(jī)協(xié)同合作的基礎(chǔ)上有效擴(kuò)大無人機(jī)網(wǎng)絡(luò)的編隊(duì)規(guī)模,同時(shí)提高無人機(jī)的協(xié)作效率并降低負(fù)載消耗。為本文主要研究無人機(jī)編隊(duì)組網(wǎng)的相關(guān)技術(shù),并對無人機(jī)組網(wǎng)通信保密算法進(jìn)行了深入的分析驗(yàn)證。主要工作如下:1.提出了多無人機(jī)編隊(duì)組網(wǎng)中主從無人機(jī)相對定位方法。編隊(duì)網(wǎng)絡(luò)中的主節(jié)點(diǎn)通過實(shí)時(shí)動態(tài)GPS（Real Time Kinematic GPS,RTK-GPS）載波相位差分來完成自身定位,未知節(jié)點(diǎn)相對于主節(jié)點(diǎn)的距離通過無線電脈沖法測量,獲取未知節(jié)點(diǎn)與四個(gè)非共面主節(jié)點(diǎn)的距離值,通過幾何求解,確定從節(jié)點(diǎn)的位置。主從無人機(jī)相對定位通過實(shí)時(shí)動態(tài)GPS載波相位差分定位法和無線脈沖測距法協(xié)同完成,主節(jié)點(diǎn)通過實(shí)時(shí)動態(tài)GPS載波相位差分來完成自身定位可以獲得很高的精度,從而實(shí)現(xiàn)全局的精確定位... 

【文章頁數(shù)】：137 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景和研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究歷史與發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 網(wǎng)絡(luò)編隊(duì)中無人機(jī)節(jié)點(diǎn)定位及導(dǎo)航
        1.2.2 網(wǎng)絡(luò)覆蓋
        1.2.3 路由算法
        1.2.4 蜂群無人機(jī)分布式算法
        1.2.5 無人機(jī)編隊(duì)控制
    1.3 研究內(nèi)容和框架
2 無人機(jī)編隊(duì)網(wǎng)絡(luò)基本理論
    2.1 無人機(jī)編隊(duì)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)定位
    2.2 無人機(jī)編隊(duì)網(wǎng)絡(luò)覆蓋
    2.3 無人機(jī)編隊(duì)網(wǎng)絡(luò)路由
    2.4 無人機(jī)蜂群編隊(duì)算法研究
    2.5 無人機(jī)編隊(duì)基礎(chǔ)理論
3 無人機(jī)編隊(duì)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)定位覆蓋算法
    3.1 幾種典型無人機(jī)定位方法
        3.1.1 基于GPS和接收無線電信號強(qiáng)度的無人機(jī)分布式定位方法
        3.1.2 基于慣性導(dǎo)航、GPS和視覺相機(jī)的組合定位
        3.1.3 基于單鏈路測距的無人機(jī)間協(xié)同相對定位
    3.2 無線電脈沖法測距的無人機(jī)相對定位
        3.2.1 主節(jié)點(diǎn)的定位方法
        3.2.2 從節(jié)點(diǎn)的絕對定位方法
        3.2.3 從節(jié)點(diǎn)的相對定位方法
        3.2.4 從節(jié)點(diǎn)的最終位置
        3.2.5 仿真分析
    3.3 無人機(jī)編隊(duì)網(wǎng)絡(luò)覆蓋方法
        3.3.1 網(wǎng)格劃分法
        3.3.2 平行四邊形結(jié)構(gòu)覆蓋算法
            3.3.2.1 網(wǎng)絡(luò)模型
            3.3.2.2 算法步驟
        3.3.3 實(shí)驗(yàn)仿真
    3.4 本章小結(jié)
4 無人機(jī)編隊(duì)網(wǎng)絡(luò)路由算法
    4.1 無人機(jī)編隊(duì)網(wǎng)絡(luò)涉及問題
        4.1.1 無人機(jī)任務(wù)協(xié)同
        4.1.2 無人機(jī)任務(wù)分配
        4.1.3 無人機(jī)航線規(guī)劃
    4.2 無人機(jī)網(wǎng)絡(luò)模型
        4.2.1 無人機(jī)自組織網(wǎng)絡(luò)
        4.2.2 無人機(jī)運(yùn)動模型
        4.2.3 無人機(jī)路由模型
    4.3 無人機(jī)編隊(duì)網(wǎng)絡(luò)路由算法
        4.3.1 路由協(xié)議的分類
        4.3.2 路由協(xié)議詳細(xì)介紹
        4.3.3 路由協(xié)議仿真參數(shù)設(shè)置及性能評價(jià)指標(biāo)
        4.3.4 路由協(xié)議仿真結(jié)果分析
            4.3.4.1 節(jié)點(diǎn)數(shù)目不同對性能造成的影響
            4.3.4.2 節(jié)點(diǎn)最大移動速度不同對性能造成的影響
            4.3.4.3 AOMDV路由協(xié)議的改進(jìn)
        4.3.5 仿真分析路由機(jī)制
    4.4 本章小結(jié)
5 無人機(jī)蜂群編隊(duì)算法研究
    5.1 無人機(jī)蜂群分簇通信算法
        5.1.1 算法步驟
        5.1.2 能量消耗模型
        5.1.3 實(shí)驗(yàn)仿真
            5.1.3.1 算法對比分析
            5.1.3.2 算法性能分析
    5.2 蜂群無人機(jī)編隊(duì)保持算法
        5.2.1 無人機(jī)編隊(duì)隊(duì)形保持模型的建立
        5.2.2 蜂群無人機(jī)編隊(duì)隊(duì)形保持方法
        5.2.3 仿真結(jié)果
    5.3 三維場景下無人機(jī)編隊(duì)集結(jié)控制方法
        5.3.1 具有單個(gè)虛擬長機(jī)的無人機(jī)編隊(duì)集結(jié)
        5.3.2 具有多架虛擬長機(jī)的無人機(jī)編隊(duì)集結(jié)
        5.3.3 算法描述
        5.3.4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        5.3.5 實(shí)驗(yàn)仿真
            5.3.5.1 具有單個(gè)虛擬長機(jī)的無人機(jī)編隊(duì)集結(jié)
            5.3.5.2 具有多個(gè)虛擬長機(jī)的無人機(jī)編隊(duì)集結(jié)
    5.4 本章小結(jié)
6 無人機(jī)組網(wǎng)通信保密算法研究
    6.1 一種改進(jìn)的多秘鑰共享方案
        6.1.1 Harn-Hsu的方案
        6.1.2 對Harn-Hsu方案的討論
        6.1.3 對Harn-Hsu方案的改進(jìn)
    6.2 云模型下的簇結(jié)構(gòu)信任評估算法
        6.2.1 云模型下的簇結(jié)構(gòu)信任評估框架
        6.2.2 信任評估算法設(shè)計(jì)
            6.2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)等級信任云的設(shè)計(jì)
            6.2.2.2 信任因素?cái)?shù)學(xué)模型的建立
            6.2.2.3 絕對信任因素云的計(jì)算
            6.2.2.4 相對因素信任云計(jì)算
            6.2.2.5 直接信任云計(jì)算
            6.2.2.6 最終信任云計(jì)算
            6.2.2.7 信任云決策
        6.2.3 仿真分析
    6.3 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 主要創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間主要研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]基于協(xié)同機(jī)制的多無人機(jī)任務(wù)規(guī)劃研究[D]. 林林.北京郵電大學(xué) 2013
[2]多無人機(jī)協(xié)同目標(biāo)跟蹤問題建模與優(yōu)化技術(shù)研究[D]. 王林.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011

碩士論文
[1]無人機(jī)自組網(wǎng)路由協(xié)議研究[D]. 張國峰.沈陽工業(yè)大學(xué) 2017
[2]無人機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)仿真及路由協(xié)議研究[D]. 蘇炯銘.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009



本文編號：3719371