旋翼无人机对地动态目标操控决策方法研究

发布时间：2020-06-23 12:48

【摘要】：近年来,无人机(UAV)在复杂环境下自主执行任务的研究引起了学术界的广泛关注,特别是在动态环境下无人机的决策问题,本课题主要针对旋翼无人机对地面动态目标操控过程中的决策问题进行展开,主要从以下几个方面对课题进行研究。第一,优化设计无人机任务系统的结构结构。在无人机执行对地动态目标操控任务环境综合考虑的基础上,对任务的系统结构进行优化,所设计的系统主要包括感知、态势估计、决策和行为控制四个层次,特别是加入态势估计层使得无人机对地面动态目标操控任务系统的结构更优化,使得无人机能够在更加复杂的环境下完成指定任务,且系统的鲁棒性得到提高。第二,根据实际任务设定目标函数并进行优化,使得无人机能够在动态环境下对地多目标进行选择。无人机基于设计的策略选择函数能实时的对任务策略进行动态选择,以便于无人机在合适的策略下对地面动态目标进行选择;基于NSGA-II设计了无人机对地多动态目标的选择算法。第三,设计了基于粗糙集理论的无人机对地面动态目标操控行为的决策方法。无人机对地动态目标进行操控时操控行为的准确高效是关键,基于决策依赖度的属性约简方法对任务的条件属性进行约简,得到无人机对地操控任务中操控行为的最小决策表,应用此最小决策表对无人机操控行为进行决策。第四,通过实验验证了所采用的基于NSGA-II算法的无人机多目标决策、基于粗糙集理论设计的无人机对地面动态目标操控行为决策方法是有效的,并通过和其他决策方法对比得出所采用无人机对地动态目标操控任务的决策方法是高效的。
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V279;O225
【图文】：

路线图,无人机,路线图,等级

控的不载人飞行器，所涉及到的学科技术包括传感器技术、通信技术、信智能控制技术以及航空动力推进技术等。近年来，许多高校科研院所及公 MIT、Stanford University、University of Pennsylvania，瑞士的 ETHZ，中业大学、北京航空航天大学、浙江大学，以及深圳市大疆创新科技有限公技术的发展都做了很多贡献，推动了无人机技术的发展以及无人机在各行随着无人机技术的日渐成熟，旋翼无人机在植保、电力巡检、警用执法、域得到了广泛的应用。而且旋翼无人机作为空中的移动平台其发展已经向化和集群化方向发展。2005 年 8 月，美国国防部针对无人机的自主控制发系统路线图（2005—2030）》，其中将无人机的自主控制分成了 3 个层这 3 个层面包括单机自主、多机自主和集群自主，其中单机自主包括：分组战略目标及全自主集群；多机自主包括：遥引导、实时故障诊断、故障自适应以及机载航路重规划；集群自主包括：多机协调、多机战术重规划标[1]。如图 1-1 所示。

无人机,智能性,旋翼,全球

图 1-2 2014 至 2017 年全球无人机销量展的背景下，特别是旋翼无人机智能性的发展背景下，结合技术要点，针对无人机对地面动态目标操控的决策问题，从人机决策方法三个方面进行研究现状分析。的研究现状在 20 世纪初开始形成的，并形成了科学化体系，是在引入、控制论、信息论等多门学科的基础上，结合实践决策理论 50 年代，萨维奇在冯·诺依曼—摩根斯坦的优先理论基础上决策角度研究统计方法并建立了统计决策理论， 20 世纪 60探索人们做出正确决策的科学—决策学，在决策学中较为著学家 H A Simon 提出的现代决策理论，从此之后，随着对决应用到社会、经济、生活等多个领域[3]。

【相似文献】