首页期刊导航|无人系统技术
期刊信息/Journal information
无人系统技术
无人系统技术
无人系统技术/Journal Unmanned Systems Technology
正式出版
收录年代

    异空域飞行器集群的协同定位分簇优化方法

    王思晨王融丛瞿育熊智...
    1-8页
    查看更多>>摘要：针对异空域场景中飞行器集群系统的协同导航优化问题,开展了异空域飞行器集群的协同定位分簇优化方法研究.首先根据不同空域对异空域飞行器集群进行初始划分,在此基础上提出了用于协同定位优化的分簇方案,随后建立适用于飞行器分簇集群的协同定位模型,最终实现对于低空域飞行器集群卫星导航拒止环境中的协同定位性能提升.优化后的低空域飞行器集群系统定位精度相比于未进行协同分簇优化时提高了25.60%,分簇方差比判据相较于固定分簇方案提升约49.53%,证明了所提方法的有效性.与传统集群协同算法相比,所提出的协同定位分簇优化方案能有效提高大规模跨域集群系统的分簇性能与协同定位精度,能更好适应现实低空场景中的卫星拒止等因素影响,具备一定的应用价值.

    异空域场景集群系统分簇优化协同导航多维标度到达时差

      原文链接:
    • 维普
    • 万方数据

    基于增量动态逆的固定翼无人机韧性抗扰控制系统设计

    胡欣悦王斑
    9-18页
    查看更多>>摘要：针对小型固定翼无人机在重心摄动和外界干扰下的鲁棒控制问题,开展了结合固定时间干扰观测器的增量动态逆飞行控制系统设计技术研究.首先,基于增强差分滤波法获得时间延迟小、信噪比高的角加速度信号,并将估计得到的角加速度信号引入增量动态逆控制系统.随后,开展固定时间干扰观测器设计,并将其引入增量动态逆控制系统形成韧性抗扰控制系统.最后,基于小型固定翼飞机平台进行仿真试验.试验结果首先证明了固定时间干扰观测器对于力矩干扰估计的准确性;其次和无观测器系统相比,所提出韧性控制系统针对阶跃、门信号和谐波干扰的控制误差,分别降低了9.46%、15.58%和83.76%,证明了所提系统在外界干扰下的控制稳定性和安全性;最后将无人机从静稳定状态调整到静不稳定状态后,所提的韧性抗扰控制策略仍能实现无人机的稳定控制,进一步证明了所提控制系统的优越性能.

    韧性控制增量动态逆角加速度估计固定时间干扰观测器静不稳定固定翼无人机

      原文链接:
    • 维普
    • 万方数据

    基于零和博弈的四旋翼无人机强化学习容错跟踪控制

    徐鑫峰柳春黄骁孟亦真...
    19-29页
    查看更多>>摘要：针对在欺骗攻击下具有未知动力学的四旋翼无人机轨迹跟踪问题,开展了一种基于零和博弈框架的强化学习容错控制策略研究.首先,依据四旋翼无人机的系统模型和中间控制律,建立了系统的误差动力学.随后,在零和博弈框架下,设计了控制输入与欺骗攻击的对抗策略,通过最小化代价函数,确保四旋翼无人机在面对欺骗攻击时能够实现有效的容错控制.接着,开发了基于强化学习的演员-评论家神经网络算法,动态调整策略以达到零和博弈的纳什均衡.通过稳定性分析,证明了在该控制算法下,闭环系统中所有信号均保持有界.最后,仿真实验验证了所提基于零和博弈的强化学习容错轨迹跟踪控制算法的有效性和适应性,且方案使容错性能提升了10%.

    四旋翼无人机轨迹跟踪零和博弈强化学习欺骗攻击容错控制

      原文链接:
    • 维普
    • 万方数据

    炮射旋翼无人机径向弹射分离抛撒分析与测试

    孙舒洋邵伟平郝永平冯子峻...
    30-41页
    查看更多>>摘要：为解决无人机远距离作战的前期解锁巡飞能量消耗问题,利用折叠收纳—展开变形特性提高空间利用率,将6架可折叠四旋翼无人机收纳装载进空腔弹体内,采取炮射方式将无人机群组快速远程定点投放.首先,为实现可折叠旋翼无人机组同时抛撒弹射出舱,提出上下层同步径向弹射分离方案.其次,根据弹体飞行姿态、轨迹、速度衰减等弹道参数,确定炮射系统最优发射角.最后,通过分析无人机弹射出舱动力学特性,测量确定折叠翼与机臂绕双轴同步转动数值关系,确定驱动扭矩值分别为55 Nm、26 Nm.仿真结果与炮射等效实验的飞行轨迹数据表明,部署的可折叠旋翼无人机组可实现同步径向弹射分离抛撒、出舱悬浮飞行,并且在一定程度上提高了小型无人机集群系统的作战生存力.

    外弹道炮射无人机径向弹射双轴同步驱动抛撒

      原文链接:
    • 维普
    • 万方数据

    国外空战型无人机建设及智能化发展分析

    蒋铁英韩松谢胜权
    42-54页
    查看更多>>摘要：对国外空中作战概念、空战型无人机平台及智能化技术进行了综合评述,并对未来研究进行了展望.首先从分布式敏捷作战、全域智能联合作战、有人/无人协同作战、编队穿透制空作战等方面分析了美国空战概念发展脉络;随后讨论了国外空战型无人机平台最新成果;接着分析了国外在超视距智能空战、视距内智能空战、智能任务筹划、智能作战管理、区域拒止下智能作战、有人/无人智能协同等方面智能技术布局情况;最后对国外空战型无人机的发展趋势进行了研判.综述表明,空战型无人机的建设建议关注体系化无人机"簇"式空战、协同空战下的成本控制、军事智能应用的潜力和局限性、算法与业务模型的深度融合.随着相关技术的突破,空战型无人机将逐步实现能力迭代升级,成为未来空中力量的倍增器.

    空战无人机人工智能作战概念无人平台人机协同智能自主

      原文链接:
    • 维普
    • 万方数据

    基于PERTA-MATD3的多无人艇协同拒止策略研究

    陶伟宇吴翔宇魏长赟
    55-72页
    查看更多>>摘要：海上无人艇在军事对抗、海事边防等领域具有重要战略意义,针对拒止任务中的协同作战、目标分配及博弈对抗决策等问题,提出一种作战环境下多无人艇对可疑目标船只的拒止策略方法.首先,基于多无人艇协同拒止任务背景进行作战环境建模;然后,构建多对多场景下的拒止方法框架,根据作战态势评估并基于匈牙利算法进行目标分配,并结合多智能体深度确定性策略梯度算法、双延迟-确定策略梯度算法与优先经验回放机制,提出基于优先经验回放的目标分配耦合多智能体强化学习方法;最后,搭建仿真环境,采用集中式训练、分布式执行架构实现对拒止策略的训练与测试.实验结果表明,提出的策略方法能够在不同无人艇数量的场景下有效完成对可疑目标的拒止,并在2对2场景下取得94%的任务成功率及584的步长消耗,在收敛性和学习效率等方面优于其他方法,为多无人艇的协同决策提供了理论参考.

    多无人艇协同拒止深度强化学习PERTA-MATD3目标分配

      原文链接:
    • 维普
    • 万方数据

    仿蝠鲼潜水器近底扑动水动力实验研究

    罗扬魏俊屹侯哲星徐同轼...
    73-83页
    查看更多>>摘要：由于蝠鲼在近底游动时具有较高的游动速度,因此对仿蝠鲼潜水器在不同近底距离下扑动的水动力实验进行研究.仿蝠鲼实验样机的外形根据真实蝠鲼生物进行设计,胸鳍扑动的摆旋机构依据真实蝠鲼在近底游动时的扑动运动设计得到.首先,通过循环水槽及测力天平获取仿蝠鲼潜水器在近底扑动时的水动力参数.其次,对仿蝠鲼潜水器在不同近底距离下,胸鳍对称及非对称扑动下的平均推力和俯仰力矩进行研究,并对仿蝠鲼潜水器在指定近底距离下,胸鳍不同扑动频率下的平均推力系数、俯仰力矩进行数据获取,同时得到了仿蝠鲼潜水器在一个扑动周期内的瞬时推力和升力系数.最后,结果表明,仿蝠鲼潜水器在近底扑动时,产生的推力和俯仰力矩会随着近底距离H的减小而增加,并且在H<0.5时,俯仰力矩会随着近底距离的减小迅速增加.通过对潜水器在一个扑动周期内的水动力系数进行研究可知,推力系数曲线存在两个极大值和极小值,且推力系数曲线的极大值及极小值分别对应着攻角的最值和零点.而升力系数曲线则仅有一个极大值和极小值.此外,样机推力系数及俯仰力矩随着胸鳍的扑动频率的增加而增大,而推力系数的增幅随着扑动频率的增加而不断减小.由此可知,地面效应对仿蝠鲼潜水器游动时的推力产生存在积极影响.

    近底扑动地面效应仿生潜水器摆旋机构蝠鲼水动力实验

      原文链接:
    • 维普
    • 万方数据

    基于RETINEX的水下图像增强融合算法

    巩依典诸云郭佳王红超...
    84-92页
    查看更多>>摘要：针对自主式水下航行器目标探测效率低下的问题,提出了一种基于Retinex的水下图像增强融合算法,旨在改善水下成像中因光照强度因素引起的色彩偏差和图像模糊问题.首先,采用红暗通道先验理论实现图像去雾;其次,使用红通道滤波来解决水下红光不足的问题;然后,结合自适应多尺度视网膜增强与颜色恢复算法,利用拉普拉斯锐化和色彩恢复因子进行色彩校正;最后,通过实验和主客观分析验证所提算法的可行性和优越性.实验结果表明,所提算法相较于自适应多尺度视网膜增强与颜色恢复算法的水下彩色图像质量评估指标提高了35.56%,相较于原始图像信息熵增加了19.03%,明显改善了水下图像的高模糊度和色彩失衡问题,显示出良好的处理效果和实用性,同时结合YOLO框架证明了所提算法在水下图像目标识别领域的实用性.

    水下图像处理红色暗通道先验理论自主式水下航行器Retinex算法色彩失衡图像评价指标

      原文链接:
    • 维普
    • 万方数据

    基于强化学习的高优先级车辆通行决策

    杨奕顾青孟宇方华珍...
    93-102页
    查看更多>>摘要：随着自动驾驶网联车辆与人工驾驶车辆混合交通流环境的普及,目前存在的针对紧急车辆等高优先级车辆快速优先通行的策略,在混合交通流场景中难以发挥有效的作用.为实现混合交通流场景下高优先级车辆的快速高效低扰动通行,提出一种基于多智能体强化学习的决策方法.首先,采用SUMO交通仿真软件,构建强化学习模型,将高优先级车辆前方、侧方的自动驾驶网联车辆作为参与强化学习的智能体.其次,采用近端策略优化算法,根据智能体数量使用多个连续的动作空间,对模型进行训练;通过调整自动驾驶网联车辆的纵向速度,稀疏混合交通流基本单元间的纵向间距,为高优先级车辆提供换道超车空间.最后,采用三种不同纵向间距的场景,对训练好的模型进行验证.结果表明,所提方法适用于混合交通流场景以及全部车辆均为自动驾驶网联车辆的场景;相较于现有的车道预清空策略,高优先级车辆的通过时间、通过距离分别降低了17.39%和5.09%;整体的换道次数下降了75%,对周车的影响大幅降低,在混合交通流场景中发挥显著性能.

    智能交通混合交通流强化学习协同换道车队编组行为决策

      原文链接:
    • 维普
    • 万方数据

    基于自触发机制的无人车辆分布式编队控制算法研究

    邹丹夏雪蛟韩金李志伟...
    103-112页
    查看更多>>摘要：针对地面无人车辆分布式协同编队系统横纵向耦合的复杂非线性模型及控制误差较大的问题,开展了地面无人车辆分布式协同编队的控制技术研究.首先,构建了多智能体一致性协同控制框架,建立了车辆非线性运动学、通信拓扑、队形误差、车辆编队预测模型.其次,提出了一种多目标优化的分布式模型预测控制器,其中每个车辆只需要在单个控制周期内获取一次其相邻车辆的预测状态.然后,为了进一步优化编队通信成本对控制器完成改进,实现了基于自触发机制的分布式模型预测编队控制器.最后,对所建立的控制器进行了基于ROS和V-rep的仿真试验.仿真试验结果表明该自触发的分布式模型预测控制器有着良好的稳定性和控制精度,编队平均控制误差精度提高了9.35%.

    无人驾驶车辆多车编队分布式模型预测控制协同控制自触发机制控制精度

      原文链接:
    • 维普
    • 万方数据