面向典型任务的无人群体智能感知与行为协同开发框架研究
发布时间：2022-02-16 08:27
实现对无人集群多种行为有效合理的协同控制,是开发无人集群协同控制系统所面临的关键问题;“感知-建模-规划-运动”控制体系结构是实现无人集群协同控制的可行方案。能够准确地在复杂环境条件下实现对各类相关信息的有效收集,形成对特定信息的感知能力,继而进行建模和规划,是进行无人集群行为协同的首要条件。本文开展了面向典型任务的主动光谱智能感知软硬件一体化设计;针对一体化设计中的感知任务数据收集与处理功能模块,构建了智能高光谱数据可视化处理平台,提供了复杂环境下目标普查和特定目标详查两种主要功能,实现了对高光谱数据实时可视化处理;针对一体化设计中的角色管理和任务描述与管理模块,在基本模型、执行机制、协同机制、组织机制、通信机制等方面对无人群体行为协同框架进行了优化设计,并设计案例实验,对开发框架在性能和实用性方面的指标进行了评估。主要工作有:1.开展了面向典型任务的主动光谱智能感知软硬件一体化设计,融合了高光谱数据的丰富信息优势、可见光图像的精细分辨优势和红外图像的温度成像优势,在感知系统中实现了基于角色管理的多种传感数据融合和智能目标识别;结合深度学习算法对感知数据进行处理与分类,通过对目标空域...
【文章来源】：国防科技大学湖南省211工程院校985工程院校
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究的背景与意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 环境感知技术研究进展
1.2.2 无人集群行为协同开发框架研究进展
1.3 本文的工作内容和论文结构
1.3.1 工作内容
1.3.2 论文结构
第二章 主动光谱感知技术
2.1 主动光谱感知技术简介
2.2 主动光谱感知技术实验研究
2.2.1 实验简介
2.2.2 实验结果与分析
2.3 本章总结
第三章 主动光谱智能感知软硬件一体化设计
3.1 主动光谱智能感知硬件系统
3.1.1 短波红外高光谱成像仪
3.1.2 超连续谱激光光源
3.1.3 超快响应非线性宽光谱元器件
3.1.4 消色差大功率激光整形光学系统
3.1.5 一体化结构设计与研制
3.2 主动光谱智能感知软件系统
3.2.1 基于角色的数据融合
3.2.2 多传感器数据融合
3.2.3 目标普查功能设计
3.2.4 特定目标祥查功能设计
3.2.5 高光谱数据库
3.2.6 工作模式设计
3.3 本章总结
第四章 智能高光谱数据处理平台
4.1 高光谱数据可视化功能简介
4.1.1 已知目标检测与分类
4.1.2 未知类别目标检测功能介绍
4.1.3 目标详查功能介绍
4.1.4 算法介绍
4.2 高光谱数据可视化系统
4.2.1 系统组成及逻辑结构
4.2.2 系统功能模块划分
4.2.3 接口与界面设计
4.2.4 错误处理设计
4.3 目标普查与详查功能实现
4.3.1 目标普查功能实现
4.3.2 目标详查功能实现
4.4 本章总结
第五章 面向典型任务的无人群体行为协同开发框架
5.1 基于ROS平台的自主行为机制
5.1.1 基于ROS平台的无人系统行为描述
5.1.2 多无人系统行为协同机制模型
5.2 基于ROS的无人集群行为协同模型封装
5.2.1 模型封装总体结构
5.2.2 信息流控制元件的封装
5.3 实验验证
5.3.1 开发框架中无人系统自主协同实验
5.3.2 开发框架中多无人系统协同实验
5.4 本章总结
第六章 全文总结
6.1 工作总结
6.2 不足与展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于深度卷积神经网络的高光谱遥感图像分类[J]. 罗建华,李明奇,郑泽忠,李江. 西华大学学报(自然科学版). 2017(04)
[2]“机器人革命”,引领新产业革命和新军事革命[J]. 杨慧慧. 国防科技. 2016(03)
[3]多传感器视频集成技术的智能化应用[J]. 吕鹏. 中国公共安全. 2016(09)
[4]地面无人作战平台信息感知及其关键技术研究[J]. 杨博,张建生,袁建辉,陈新. 国防科技. 2016(02)
[5]以色列军用无人机发展概览[J]. 吴思亮,宁波,陈宇. 航空世界. 2016(04)
[6]基于规则的无人机集群飞行与规避协同控制[J]. 周欢,赵辉,韩统,黄汉桥. 系统工程与电子技术. 2016(06)
[7]多传感器集成技术助力智能安防建设[J]. 王睿林. 中国公共安全. 2014(19)
[8]高光谱图像异常目标检测研究进展[J]. 赵春晖,李晓慧,王玉磊. 电子测量与仪器学报. 2014(08)
[9]黑暗中的“守望者”[J]. 崔美玉,于燕青. 中国安防. 2014(16)
[10]从单波段到超光谱——面向多维信息感知的红外光谱成像技术[J]. 张若岚,陈洁. 红外技术. 2014(04)
博士论文
[1]高光谱遥感图像解混技术研究[D]. 崔建涛.浙江大学 2015
[2]高信噪比窄带光谱数据获取与非监督分类技术研究[D]. 岳江.南京理工大学 2014
[3]基于背景的迷彩伪装设计与综合评价方法研究[D]. 王展.东北大学 2014
[4]基于多目标决策的USV系统可变自主实现机制研究[D]. 邹启杰.哈尔滨工程大学 2014
[5]面向UAV战场感知的目标特征建模与应用研究[D]. 吴立珍.国防科学技术大学 2013
[6]微型Offner成像光谱仪和光谱数据处理[D]. 吴振洲.中国科学技术大学 2012
[7]图像分割的变分水平集模型研究[D]. 李梦.重庆大学 2011
[8]H∞滤波理论在多传感器信息融合状态估计中的应用研究[D]. 李庆华.山东大学 2009
[9]水稻主要病虫害胁迫遥感监测研究[D]. 刘占宇.浙江大学 2008
硕士论文
[1]单层过渡金属硫族化合物能谷自旋操控及载流子动力学研究[D]. 陈润泽.国防科技大学 2017
[2]基于深度神经网络结构优化的图像语义分析研究[D]. 李鸣.武汉科技大学 2017
[3]基于ROS的机器人行为协同开发框架研究与实现[D]. 李明龙.国防科学技术大学 2016
[4]基于BBOMLP和纹理特征的图像分类算法研究[D]. 曹艳玲.西安电子科技大学 2015
[5]基于深度学习的图像检索技术研究[D]. 刘洋.华中科技大学 2015
[6]异类多传感器图像融合技术研究[D]. 甘晶.沈阳理工大学 2015
[7]基于矩阵低秩与稀疏分解的视频图像融合研究[D]. 徐超.西安电子科技大学 2014
[8]基于光谱亮度补偿的自适应伪装技术研究[D]. 张毅.南京理工大学 2014
[9]高光谱三维红外场景仿真系统研究[D]. 丁标.西安电子科技大学 2014
[10]微光与红外图像彩色融合算法研究[D]. 杨少魁.中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所） 2013
本文编号：3627651
【文章来源】：国防科技大学湖南省211工程院校985工程院校
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究的背景与意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 环境感知技术研究进展
1.2.2 无人集群行为协同开发框架研究进展
1.3 本文的工作内容和论文结构
1.3.1 工作内容
1.3.2 论文结构
第二章 主动光谱感知技术
2.1 主动光谱感知技术简介
2.2 主动光谱感知技术实验研究
2.2.1 实验简介
2.2.2 实验结果与分析
2.3 本章总结
第三章 主动光谱智能感知软硬件一体化设计
3.1 主动光谱智能感知硬件系统
3.1.1 短波红外高光谱成像仪
3.1.2 超连续谱激光光源
3.1.3 超快响应非线性宽光谱元器件
3.1.4 消色差大功率激光整形光学系统
3.1.5 一体化结构设计与研制
3.2 主动光谱智能感知软件系统
3.2.1 基于角色的数据融合
3.2.2 多传感器数据融合
3.2.3 目标普查功能设计
3.2.4 特定目标祥查功能设计
3.2.5 高光谱数据库
3.2.6 工作模式设计
3.3 本章总结
第四章 智能高光谱数据处理平台
4.1 高光谱数据可视化功能简介
4.1.1 已知目标检测与分类
4.1.2 未知类别目标检测功能介绍
4.1.3 目标详查功能介绍
4.1.4 算法介绍
4.2 高光谱数据可视化系统
4.2.1 系统组成及逻辑结构
4.2.2 系统功能模块划分
4.2.3 接口与界面设计
4.2.4 错误处理设计
4.3 目标普查与详查功能实现
4.3.1 目标普查功能实现
4.3.2 目标详查功能实现
4.4 本章总结
第五章 面向典型任务的无人群体行为协同开发框架
5.1 基于ROS平台的自主行为机制
5.1.1 基于ROS平台的无人系统行为描述
5.1.2 多无人系统行为协同机制模型
5.2 基于ROS的无人集群行为协同模型封装
5.2.1 模型封装总体结构
5.2.2 信息流控制元件的封装
5.3 实验验证
5.3.1 开发框架中无人系统自主协同实验
5.3.2 开发框架中多无人系统协同实验
5.4 本章总结
第六章 全文总结
6.1 工作总结
6.2 不足与展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于深度卷积神经网络的高光谱遥感图像分类[J]. 罗建华,李明奇,郑泽忠,李江. 西华大学学报(自然科学版). 2017(04)
[2]“机器人革命”,引领新产业革命和新军事革命[J]. 杨慧慧. 国防科技. 2016(03)
[3]多传感器视频集成技术的智能化应用[J]. 吕鹏. 中国公共安全. 2016(09)
[4]地面无人作战平台信息感知及其关键技术研究[J]. 杨博,张建生,袁建辉,陈新. 国防科技. 2016(02)
[5]以色列军用无人机发展概览[J]. 吴思亮,宁波,陈宇. 航空世界. 2016(04)
[6]基于规则的无人机集群飞行与规避协同控制[J]. 周欢,赵辉,韩统,黄汉桥. 系统工程与电子技术. 2016(06)
[7]多传感器集成技术助力智能安防建设[J]. 王睿林. 中国公共安全. 2014(19)
[8]高光谱图像异常目标检测研究进展[J]. 赵春晖,李晓慧,王玉磊. 电子测量与仪器学报. 2014(08)
[9]黑暗中的“守望者”[J]. 崔美玉,于燕青. 中国安防. 2014(16)
[10]从单波段到超光谱——面向多维信息感知的红外光谱成像技术[J]. 张若岚,陈洁. 红外技术. 2014(04)
博士论文
[1]高光谱遥感图像解混技术研究[D]. 崔建涛.浙江大学 2015
[2]高信噪比窄带光谱数据获取与非监督分类技术研究[D]. 岳江.南京理工大学 2014
[3]基于背景的迷彩伪装设计与综合评价方法研究[D]. 王展.东北大学 2014
[4]基于多目标决策的USV系统可变自主实现机制研究[D]. 邹启杰.哈尔滨工程大学 2014
[5]面向UAV战场感知的目标特征建模与应用研究[D]. 吴立珍.国防科学技术大学 2013
[6]微型Offner成像光谱仪和光谱数据处理[D]. 吴振洲.中国科学技术大学 2012
[7]图像分割的变分水平集模型研究[D]. 李梦.重庆大学 2011
[8]H∞滤波理论在多传感器信息融合状态估计中的应用研究[D]. 李庆华.山东大学 2009
[9]水稻主要病虫害胁迫遥感监测研究[D]. 刘占宇.浙江大学 2008
硕士论文
[1]单层过渡金属硫族化合物能谷自旋操控及载流子动力学研究[D]. 陈润泽.国防科技大学 2017
[2]基于深度神经网络结构优化的图像语义分析研究[D]. 李鸣.武汉科技大学 2017
[3]基于ROS的机器人行为协同开发框架研究与实现[D]. 李明龙.国防科学技术大学 2016
[4]基于BBOMLP和纹理特征的图像分类算法研究[D]. 曹艳玲.西安电子科技大学 2015
[5]基于深度学习的图像检索技术研究[D]. 刘洋.华中科技大学 2015
[6]异类多传感器图像融合技术研究[D]. 甘晶.沈阳理工大学 2015
[7]基于矩阵低秩与稀疏分解的视频图像融合研究[D]. 徐超.西安电子科技大学 2014
[8]基于光谱亮度补偿的自适应伪装技术研究[D]. 张毅.南京理工大学 2014
[9]高光谱三维红外场景仿真系统研究[D]. 丁标.西安电子科技大学 2014
[10]微光与红外图像彩色融合算法研究[D]. 杨少魁.中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所） 2013
本文编号：3627651
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shengwushengchang/3627651.html
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