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无人系统技术
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无人系统技术/Journal Unmanned Systems Technology
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    结构化道路下强化学习自动驾驶技术研究综述

    顾俊张乃斯李胜飞谭森起...
    1-13页
    查看更多>>摘要：对结构化道路环境下基于强化学习的自动驾驶技术进行综合评述.首先介绍了强化学习的基本原理;随后讨论了基于视觉和非视觉的感知信息表征方法在强化学习任务上的作用;接着从强化学习在自动驾驶中的作用角度出发,划分为基于强化学习的决策规划和决策控制两个层面,针对不同层面,依附主要研究场景,讨论具体强化学习应用方法;最后对研究现状以及该新技术带来的新问题进行总结.综述表明,强化学习技术应用于结构化道路下自动驾驶还需要持续展开研究,将强化学习技术应用于多个场景需要进一步探索,利用现有方法迁移到多车、人车交互场景需要进一步验证.

    自动驾驶决策规划决策控制强化学习深度学习

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    无人集群智能任务规划方法研究综述

    郭斐然张旭辉路鹰晁鲁静...
    14-27页
    查看更多>>摘要：随着作战场景的多样化发展,现代战争形态正由机械化、信息化向智能化方向加速转变,智能任务规划逐渐取代传统任务规划成为无人集群作战的大脑,是集群有效遂行作战任务、提升作战效能的核心环节.针对任务规划内涵和无人集群作战特点,系统梳理了无人集群智能任务分配方法、智能轨迹规划方法以及智能效能评估方法研究现状,最后结合任务规划需要重点解决的难题,给出了未来集群智能任务规划方法的发展展望.综述表明,智能任务规划方法是提升无人集群任务效能的重要因素,需重点关注不确定环境、大规模集群编组、多任务一体寻优快速迭代以及智能任务分配、智能轨迹规划解耦等难题,进一步提升无人集群任务规划方法智能化水平.

    无人集群智能作战智能任务规划任务分配轨迹规划效能评估

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    可见光辅助无人机通信网络容量优化方法

    李骞唐堂王叶群王平禄...
    28-39页
    查看更多>>摘要：针对无人机(UAVs)网络高速数据传输和高能效接入问题,开展了可见光通信(VLC)辅助UAV网络容量和位置部署优化技术研究.首先,考虑到非正交多址接入(NOMA)高能效和大连接特点,构建了基于NOMA的VLC辅助UAV网络模型;其次,提出了面向多约束的以系统容量优化(SCO)为目标的资源分配策略,旨在保证服务质量与照明需求、人眼安全、功率限制前提下实现总速率和UAV部署联合优化;然后,构建SCO资源分配模型并运用最优化理论求解;最后,仿真发现,SCO策略下的系统容量相较于现有方案提升了35%;当存在残存干扰和链路遮挡时,系统容量将提升184.8%,证明了该方法的有效性.因此,与现有方案相比,SCO策略在提升UAV-VLC网络容量和用户接收性能方面更优.

    无人机网络可见光通信非正交多址接入容量优化位置部署资源分配

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    面向低空快递配送的空地协同路径优化研究

    崔林常迈周建山田大新...
    40-53页
    查看更多>>摘要：无人机与地面车辆联合运输是解决快递配送"最后一公里"问题的有效手段,然而无人机电池能量的有限性等因素对实现空地联运提出新的挑战.为此,提出了综合考虑地理位置及无人机能耗约束的启发式空地协同路径优化方法.首先,建立多参数耦合的无人机能耗模型,进而考虑无人机释放点位置、无人机能耗因素设计约束条件,提出包含整数决策变量的空地协同路径优化模型;然后,通过约束解耦,提出了融合粒子群优化机制的两阶段启发式算法.最后,与传统旅行商算法、模拟退火算法的对比实验结果表明,所提出的算法能够使平均配送成本分别降低12%和3%,进一步验证了所提算法的收敛性和有效性.

    无人机路径优化低空配送空地协同配送启发式算法配送"最后一公里"混合整数规划

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    面向室内场景的改进MSCKF视觉-惯性里程计算法

    邹珺婧孙骞刘瓦许自强...
    54-66页
    查看更多>>摘要：搭载高帧率传感器的载体在室内快速运动时,其使用的视觉惯性里程计(VIO)算法存在计算负载高和定位精度下降等问题.针对此问题提出一种面向室内场景的改进多状态约束卡尔曼滤波器的VIO算法.首先,基于梯度和特征值对特征点检测结果进行约束,提高特征点的提取质量进而提升算法的位姿估计精度;然后,使用一维逆深度参数化地图点进行状态增广,降低算法的计算复杂度以提高系统处理速度;最后,分别在公开数据集EuRoC与真实场景下进行了实验,从算法的轨迹估计精度、处理时间以及CPU使用占比率方面对所提算法进行了全面评估.实验结果表明,相较于S-MSCKF、VINS-Mono和PL-VIO三种主流VIO方法,所提算法的定位精度至少提升了19.18%,在确保精度的同时拥有较低的处理时间和CPU占有率,保证了系统的实时性.

    多状态约束卡尔曼滤波器单目视觉惯性里程计室内快速运动环境定位传感器帧率一维逆深度参数化计算复杂度

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    基于欺骗中继技术的无人机主动监听优化方法研究

    王贤明杨超群曹向辉龚成龙...
    67-74页
    查看更多>>摘要：针对非法分子通过无线通信危害国家安全的问题,研究了基于无人机欺骗中继技术的合法监听方案,对地面可疑节点之间的通信链路进行监听.首先,将节点之间的链路视为视距链路,对各个信道进行建模,构建了监听率最大化的问题.其次,为了解决这个复杂的非凸优化问题,采用深度强化学习方法,综合考虑无人机的三维轨迹、放大系数和功率分配比这三方面对监听率的影响,将该问题建模为马尔可夫决策过程,设计了相应的奖励函数.最后,基于双延迟深度确定性策略梯度算法实现联合优化.从数值结果来看,相较于基于深度确定性策略梯度算法的主动监听优化策略,所提出的优化策略收敛速度更快,所得到的监听性能有所提升.

    无人机深度强化学习欺骗中继合法监听监听速率

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    面向不完备态势的复杂系统效能评估方法研究

    马丹孙亘王兴虎王冠维...
    75-82页
    查看更多>>摘要：针对任务态势信息不完备的情况,复杂系统执行任务过程存在不确定性和动态性,导致效能评估困难.基于动态概率有限状态机的效能评估方法,开展了复杂系统协同运用效能的评估研究,并通过案例验证了不完备态势下的复杂系统效能评估方法的可行性.首先,基于德尔菲方法分析状态转移概率矩阵,改进优化了动态概率有限状态机方法模型;然后,以旋翼无人机集群为例,针对灾害地区态势不完备情况,确定集群协同执行任务的状态与输入,建立动态概率有限状态机模型计算其应用效能与相对效能;最后,通过分析集群运用效能以及相对效能得出结论,即电量耗尽和无人机受损导致集群协同应用效能下降超过0.2,对集群协同运用效能的影响较大,建议改装电池或增加无人机数量,实现侦察灾害区域、投送物资的目的.

    态势不完备复杂系统旋翼无人机集群效能评估德尔菲法效能分析

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    土耳其武装无人艇发展

    苏金涛
    83-92页
    查看更多>>摘要：近年来,土耳其武装无人艇发展迅速,已成为世界无人艇装备领域重要的力量,从作战概念设计、装备发展、技术实现和试验验证等方面梳理了土耳其武装无人艇的发展.首先总结了土耳其武装无人艇作战概念和主要武装无人艇发展现状,归纳了各主要武装无人艇的作战用途、平台特点、作战能力和任务载荷搭载情况;其次介绍了各武装无人艇搭载的模块化导弹武器载荷、反潜任务载荷等无人任务载荷,讨论了各任务载荷的主要技术和战术指标;然后分析了土耳其武装无人艇开展的自主航行试验、导弹实弹射击试验、遥控武器站实弹射击试验、反潜作战试验等,重点指出了各项试验的显著特点;最后进行了土耳其武装无人艇与世界典型无人艇的对比,进一步概括了土耳其武装无人艇的主要发展特点.系统性地对土耳其武装无人艇发展进行分析总结,可为无人艇论证和研制提供一定的借鉴.

    土耳其武装无人艇载荷反潜导弹武器站试验

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    元宇宙技术近期发展动态

    孙新米永清张浩然
    93-100页
    查看更多>>摘要：元宇宙是一种能够映射现实世界并且可深度交互的虚拟环境,在诸多应用领域具备技术引领性.对近期元宇宙技术领域的主要发展动向进行了综合评述.首先介绍元宇宙技术的最新进展,随后分析元宇宙技术的军事应用进展和挑战,最后概述元宇宙技术的未来发展趋势.综述表明,扩展现实、数字孪生、区块链、"人-机"交互控制等元宇宙核心技术,近来研发进展明显、应用加速;元宇宙技术对军事训练、作战指挥控制、战场数据融合处理等任务均有较好的改进前景,但是目前依然面临数据流通不畅、生理舒适度不佳、信息安全隐患加剧、监督立法进程滞后等发展挑战.综述认为,强化数据互通和互操作能力、提升人机交互的友好性和便捷性、保障信息安全和保护措施、完善伦理和法律监管能力等,正在成为未来元宇宙技术的重要发展方向.

    元宇宙扩展现实数字孪生区块链"人-机"交互控制

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    人工智能芯片技术近期主要发展动向分析

    白然周彦果刘晨羽张怡...
    101-108页
    查看更多>>摘要：人工智能芯片在当前新一轮人工智能浪潮中扮演着重要基础设施作用.对近期人工智能芯片技术领域的主要发展动向进行了综合评述.首先介绍美欧近期对发展人工智能芯片产业所采取的政策措施,随后分析了人工智能芯片技术的当前发展趋势,最后从应用角度概述人工智能芯片技术的发展瓶颈.综述表明,美欧高度重视人工智能芯片技术发展与产业布局;分布式协同训练技术、三维异构集成技术、基础大模型辅助芯片设计技术、云端芯片间通信技术等,正在成为未来人工智能芯片技术的重要发展方向;面向日趋具化、挑战性强化的应用场景,人工智能芯片在信号处理与通信、目标识别与分类、自动化辅助决策等方面,尚存诸多技术发展瓶颈,需要引起重视.

    人工智能芯片人工智能分布式协同训练三维异构集成基础大模型芯片间通信

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