基于改进RRT算法的无人机航迹规划 被引量：45

1

作者 尹高扬 周绍磊 吴青坡 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1764-1769,共6页

针对快速扩展随机树(RRT)算法用于无人机自主在线航迹规划时,只能快速获得可行的航迹,无法获得接近于最短航迹的较优航迹的缺点,提出了一种改进的RRT算法.该算法将无人机动力学约束融入到节点扩展过程中,通过改进离随机采样点最近的根... 针对快速扩展随机树(RRT)算法用于无人机自主在线航迹规划时,只能快速获得可行的航迹,无法获得接近于最短航迹的较优航迹的缺点,提出了一种改进的RRT算法.该算法将无人机动力学约束融入到节点扩展过程中,通过改进离随机采样点最近的根节点的选取策略和引入航迹距离约束,搜索树将沿着航迹距离较短的方向朝着目标点进行扩展,使得规划出来的航迹接近最优,并采用基于B样条曲线的航迹平滑方法生成平滑可跟踪的航迹.仿真结果表明该算法能够快速地搜索安全并且满足无人机动力学约束的较优航迹. 展开更多

关键词 无人机 快速扩展随机树 实时性 航迹距离约束 航迹平滑

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无人机快速三维航迹规划算法 被引量：22

2

作者 尹高扬 周绍磊 吴青坡 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期564-570,共7页

针对无人机三维航迹规划的实时性问题,提出了基于快速扩展随机树的三维航迹规划方法。该算法能够根据当前环境快速有效搜索规划空间,通过随机采样点将搜索导向空白区域,使三维航迹规划能够用于实时航迹规划。通过引入航迹距离约束,搜索... 针对无人机三维航迹规划的实时性问题,提出了基于快速扩展随机树的三维航迹规划方法。该算法能够根据当前环境快速有效搜索规划空间,通过随机采样点将搜索导向空白区域,使三维航迹规划能够用于实时航迹规划。通过引入航迹距离约束,搜索树将沿着路径距离最短的近似最优航迹的方向进行扩展,克服了基本快速扩展随机树方法随机性强,只能快速获得可行航迹,无法获得较优航迹的缺点。在搜索过程中无人机的航迹约束条件和地形信息得到了充分利用,使算法生成的航迹能够自动回避地形和威胁,同时满足无人机的动力学约束。通过生成的虚拟数字地图对算法进行了仿真验证,仿真结果表明该方法能够快速有效地规划出满意的无人机三维航迹。 展开更多

关键词 无人机 快速扩展随机树 实时性 地形回避 三维航迹

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多无人机协同多任务分配研究 被引量：11

3

作者 尹高扬 周绍磊 祁亚辉 《电光与控制》 北大核心 2017年第1期46-50,75,共6页

对多无人机协同多任务分配优化问题的目标函数构建进行研究。多无人机协同多任务分配模型的两个主要目标函数(无人机团队总飞行航程最小化和执行完所有任务时间最小化)都有各自的局限性,且两个指标函数存在利益冲突。通过为两个指标函... 对多无人机协同多任务分配优化问题的目标函数构建进行研究。多无人机协同多任务分配模型的两个主要目标函数(无人机团队总飞行航程最小化和执行完所有任务时间最小化)都有各自的局限性,且两个指标函数存在利益冲突。通过为两个指标函数分配权重,建立融合两个指标函数的新指标函数,采用离散粒子群算法对协同多任务分配模型进行求解。通过调节权重的大小,可以适应不同的战场环境,使得两个指标函数都得到优化。仿真结果验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 无人机 多任务分配 离散粒子群优化 权重

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基于多目标粒子群优化的无人机协同多任务分配 被引量：10

4

作者 尹高扬 周绍磊 +2 位作者 莫骏超 曹明川 康宇航 《计算机与现代化》 2016年第8期7-11,共5页

将多无人机协同多任务分配问题描述为一个多目标优化问题。采用基于Pareto占优的多目标离散粒子群算法(MODPSO)对该问题进行求解。通过矩阵编码方式建立粒子与实际问题的映射,满足协同多任务分配的时序约束和多机协同约束。设计符合实... 将多无人机协同多任务分配问题描述为一个多目标优化问题。采用基于Pareto占优的多目标离散粒子群算法(MODPSO)对该问题进行求解。通过矩阵编码方式建立粒子与实际问题的映射,满足协同多任务分配的时序约束和多机协同约束。设计符合实际问题特点的粒子群位置和速度更新策略。仿真结果验证了所提模型和算法的有效性。 展开更多

关键词 多任务分配 多目标 无人机 离散粒子群

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舰艇对来袭反舰导弹威胁评估算法 被引量：6

5

作者 尹高扬 周绍磊 张文广 《兵工自动化》 2011年第12期1-4,共4页

针对传统层次分析法在确定权重系数上的缺陷和不足,提出一种基于主成分分析法、模糊理论和层次分析法的威胁评估算法。在综合考虑主观和客观因素的基础上,运用主成分分析法得出指标层中各指标的重要性大小,并应用到层次分析法中判断矩... 针对传统层次分析法在确定权重系数上的缺陷和不足,提出一种基于主成分分析法、模糊理论和层次分析法的威胁评估算法。在综合考虑主观和客观因素的基础上,运用主成分分析法得出指标层中各指标的重要性大小,并应用到层次分析法中判断矩阵的确定,求解出指标层对于目标层的相对权重,与运用模糊理论中威胁隶属度函数的建立求解出的各指标对于方案层中不同目标的威胁属性值融合,得到总的组合权重。通过Matlab仿真实例结果表明:该算法得到的威胁排序结果客观、合理。 展开更多

关键词 主成分分析法 威胁评估 层次分析法 模糊隶属函数

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带落角约束的非奇异变结构导引律设计

6

作者 尹高扬 周绍磊 薛于廷 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2011年第6期62-65,共4页

基于变结构控制理论,针对反舰导弹打击水面机动目标的导引问题,设计了非奇异变结构导引律。基于零化相对航向误差角的导引律适用于任意初始导弹弹道角和目标航向角,文中选择了相对航向误差角作为导引律设计中将要被控制到零的输出,同时... 基于变结构控制理论,针对反舰导弹打击水面机动目标的导引问题,设计了非奇异变结构导引律。基于零化相对航向误差角的导引律适用于任意初始导弹弹道角和目标航向角,文中选择了相对航向误差角作为导引律设计中将要被控制到零的输出,同时把命中落角作为系统的终端约束条件。仿真结果证明,在导弹任意初始航向角下,采用所设计的带落角约束的非奇异变结构导引律均能够满足脱靶量和落角约束要求。 展开更多

关键词 落角约束 导引律 变结构控制 非奇异

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基于集散式模型预测控制的多无人机协同分区搜索 被引量：16

7

作者 吴青坡 周绍磊 +1 位作者 刘伟 尹高扬 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1414-1421,共8页

针对多无人机在对大范围目标区域执行协同搜索任务时搜索资源分配不均、容易因频繁转场造成资源浪费等问题,借鉴集中式控制和分布式控制结构的优点,建立了集散式多无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)协同搜索结构体系,通过聚类分析和... 针对多无人机在对大范围目标区域执行协同搜索任务时搜索资源分配不均、容易因频繁转场造成资源浪费等问题,借鉴集中式控制和分布式控制结构的优点,建立了集散式多无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)协同搜索结构体系,通过聚类分析和V图划分等方法对目标区域进行分区,结合各子区域任务特点对无人机群进行搜索任务分配,并采用一种经改进后可有效增大UAV预测范围的预测控制模型,研究了动态环境下多UAV集散式协同分区搜索问题,最后,将所提方法与常见几种协同搜索方法进行对比仿真,获取仿真结果验证了所提方法在目标发现概率和搜索效率方面的有效性和优越性. 展开更多

关键词 集散式体系结构 协同搜索 时敏目标 多无人机 区域分割

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基于离散粒子群优化的无人机协同多任务分配 被引量：23

8

作者 梁国强 康宇航 +1 位作者 邢志川 尹高扬 《计算机仿真》 北大核心 2018年第2期22-28,共7页

多无人机执行广域搜索攻击任务下的协同多任务优化分配需要满足多类复杂约束。在通用无人机协同多任务分配模型的基础上,综合考虑了包括任务时间约束和无人机弹药消耗等多类复杂约束条件,提出了一种基于离散粒子群算法的多无人机协同多... 多无人机执行广域搜索攻击任务下的协同多任务优化分配需要满足多类复杂约束。在通用无人机协同多任务分配模型的基础上,综合考虑了包括任务时间约束和无人机弹药消耗等多类复杂约束条件,提出了一种基于离散粒子群算法的多无人机协同多任务分配方法。根据协同多任务分配问题的特点,将多任务分配的任务时序约束和多机协同约束融入到算法的粒子矩阵编码中,将无人机弹药约束和任务时间约束融入到粒子更新的过程中,设计了符合实际问题离散域特点的粒子位置和速度更新的交叉策略和变异策略。仿真结果表明,上述算法能在满足多类复杂约束的条件下有效地解决无人机作战目标协同多任务优化分配问题。 展开更多

关键词 无人飞行器 多任务分配 组合优化 离散粒子群 广域搜索攻击

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多无人机协同区域覆盖搜索算法的改进 被引量：7

9

作者 吴青坡 周绍磊 +1 位作者 尹高扬 刘伟 《电光与控制》 北大核心 2016年第1期80-84,共5页

目前,国内外对完全未知环境下多无人机(UAV)区域覆盖搜索算法的研究中,常用的搜索样式主要有"Z"字形(或"之"字形)和内螺旋式两种。在考虑UAV转弯半径限制情况下,"Z"字形搜索方法需在目标区域边缘外部进... 目前,国内外对完全未知环境下多无人机(UAV)区域覆盖搜索算法的研究中,常用的搜索样式主要有"Z"字形(或"之"字形)和内螺旋式两种。在考虑UAV转弯半径限制情况下,"Z"字形搜索方法需在目标区域边缘外部进行转弯,造成搜索资源的浪费;内螺旋方式则在接近区域中心时候需要过多的转弯,不利于执行搜索任务。针对两种方式的缺点,在保证区域覆盖和UAV动力学约束的基础上,按相应原则对执行搜索任务UAV编队中各UAV的转弯时机和转弯位置进行调整,对常用区域覆盖搜索方法进行了改进。理论分析和仿真结果表明,改进后的搜索方法不仅可以更高效地完成区域覆盖搜索任务,还可有效增强在部分传感器或UAV损坏情况下的编队的重构能力。 展开更多

关键词 无人机 搜索决策 覆盖搜索 编队重构

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舰空导弹发射时间窗解算模型仿真 被引量：4

10

作者 周绍磊 尹高扬 张文广 《海军航空工程学院学报》 2012年第2期205-208,222,共5页

介绍了舰空导弹发射时间窗的概念和舰空导弹杀伤区、发射区的形状和参数,在舰空导弹发射区解算的基础上,对时间窗的解算进行了数学建模,其目的是将结果作为目标威胁评估的一个指标和确定舰空导弹的发射时机。为了使时间窗解算具有实时... 介绍了舰空导弹发射时间窗的概念和舰空导弹杀伤区、发射区的形状和参数,在舰空导弹发射区解算的基础上,对时间窗的解算进行了数学建模,其目的是将结果作为目标威胁评估的一个指标和确定舰空导弹的发射时机。为了使时间窗解算具有实时性和合理性,在解算中考虑了来袭目标机动的影响,采用MATLAB对所建模型进行了仿真计算。仿真结果表明,所得数据可作为舰空导弹对来袭目标的威胁评估和目标分配的依据,指导防空作战指挥决策。 展开更多

关键词 舰空导弹 时间窗 杀伤区 发射区

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面向多类型目标的多无人机协同搜索

11

作者 吴青坡 周绍磊 +1 位作者 刘伟 尹高扬 《电光与控制》 北大核心 2016年第4期28-32,69,共6页

搜索环境的复杂化使得多无人机(UAV)协同搜索需要面对各种类型的目标。针对各类型目标的运动特征,采用目标存在概率密度相关的搜索图方法,在考虑协同搜索问题特性基础上,建立合理的目标收益函数。采用集中式与分布式相结合的集散式控制... 搜索环境的复杂化使得多无人机(UAV)协同搜索需要面对各种类型的目标。针对各类型目标的运动特征,采用目标存在概率密度相关的搜索图方法,在考虑协同搜索问题特性基础上,建立合理的目标收益函数。采用集中式与分布式相结合的集散式控制框架,结合对搜索图的探测更新,通过预测控制及改进匈牙利算法进行多UAV的协同搜索决策。所用决策方法可在提高搜索效率的同时,有效避免多UAV间可能发生碰撞的问题。最后,通过与传统搜索方法进行仿真对比分析,验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 多无人机 协同搜索 Z字形搜索 时敏目标

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基于GSPN与BN的测试性建模方法 被引量：3

12

作者 尹高扬 翟禹尧 史贤俊 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2021年第6期205-212,共8页

针对目前主流建模方法是基于测试结果可靠的假设条件前提,难以得到故障和测试之间准确的信息描述的问题,提出基于概率广义随机Petri网的测试性建模新方法。首先对主流建模方式和广义随机Petri网建模方式进行对比,阐明主流建模方式存在... 针对目前主流建模方法是基于测试结果可靠的假设条件前提,难以得到故障和测试之间准确的信息描述的问题,提出基于概率广义随机Petri网的测试性建模新方法。首先对主流建模方式和广义随机Petri网建模方式进行对比,阐明主流建模方式存在的问题,以及选择广义随机Petri网建模的原因;然后对Petri网原理进行分析,并将概率理论引入广义随机Petri网模型中,采用贝叶斯网络获取模型节点的条件概率,也是首次将贝叶斯网络和广义随机Petri网结合;最后对某导弹发动机系统进行建模,得到故障和测试的概率相关性矩阵,并对测试性指标进行求解。通过对比原有模型的相关性矩阵和本文所得到的概率相关性矩阵,验证了所提方法的可行性和准确性。 展开更多

关键词 测试性 概率广义随机Petri网 概率理论 贝叶斯网络 相关性矩阵

原文传递

基于循环寻优RRT算法的无人机航迹规划 被引量：4

13

作者 肖支才 尹高扬 闫实 《计算机与现代化》 2020年第2期16-20,共5页

针对快速扩展随机树(RRT)算法在无人机在线自主航迹规划中的寻优性问题,提出基于循环寻优RRT算法。将航迹长度代价约束作为启发条件引入RRT算法,可以有效地剪除搜索空间的无用节点,获得较优航迹。通过引入已规划可行航迹的航迹长度代价... 针对快速扩展随机树(RRT)算法在无人机在线自主航迹规划中的寻优性问题,提出基于循环寻优RRT算法。将航迹长度代价约束作为启发条件引入RRT算法,可以有效地剪除搜索空间的无用节点,获得较优航迹。通过引入已规划可行航迹的航迹长度代价约束作为下一次算法运行的启发条件,采用循环迭代策略有效地剪除搜索空间的无用节点,使得算法每次运行后的航迹长度代价减小,多次运行后最终得到的航迹接近最优航迹,充分利用航迹长度代价的启发性,克服了RRT算法的缺点,同时获得了一系列不同航迹代价的可行备选航迹,在协同任务中可以根据协同到达时间进行快速选择。仿真结果表明该算法能够快速生成安全并且满足无人机动力学约束的较优航迹。 展开更多

关键词 无人机 快速扩展随机树 航迹长度代价约束 循环迭代

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国外多无人机协同任务分配研究现状及发展趋势 被引量：29

14

作者 尹高扬 周绍磊 +2 位作者 贺鹏程 雷肖剑 康宇航 《飞航导弹》 北大核心 2016年第5期54-58,82,共6页

多无人机协同多任务分配是实现多无人机协同作战的前提。介绍了多无人机协同任务分配的概念与需求。在此基础上,分析了当今国外多无人机协同任务分配的最新研究情况。根据战场环境以及实战需求,着重分析了多无人机协同任务分配所面临的... 多无人机协同多任务分配是实现多无人机协同作战的前提。介绍了多无人机协同任务分配的概念与需求。在此基础上,分析了当今国外多无人机协同任务分配的最新研究情况。根据战场环境以及实战需求,着重分析了多无人机协同任务分配所面临的挑战,并对多无人机协同任务分配的未来发展前景进行了展望。 展开更多

关键词 多无人机 任务分配 控制系统结构 实时性

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无人机协同多任务分配的快速航路预估算法 被引量：8

15

作者 周绍磊 尹高扬 +2 位作者 李韬 谭继远 康宇航 《战术导弹技术》 北大核心 2016年第4期59-64,共6页

采用Dubins路径和改进快速随机扩展树(RRT)相结合的方法对多障碍和威胁条件下无人机协同多任务分配的快速航路预估问题进行研究。使用分段Dubins最优路径满足多任务指派航迹的可飞行性,在初始Dubins路径与多障碍物或威胁相交时,通过改进... 采用Dubins路径和改进快速随机扩展树(RRT)相结合的方法对多障碍和威胁条件下无人机协同多任务分配的快速航路预估问题进行研究。使用分段Dubins最优路径满足多任务指派航迹的可飞行性,在初始Dubins路径与多障碍物或威胁相交时,通过改进RRT方法快速实现路径的障碍和威胁规避,并采用基于B样条曲线的航迹平滑方法生成平滑可跟踪的航迹,确保了任务分配结果的可行性。 展开更多

关键词 无人机 航路预估 Dubins路径 快速随机扩展树 威胁规避

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基于冗余集中式的多无人机协同多任务分配 被引量：6

16

作者 周绍磊 尹高扬 +2 位作者 雷肖剑 王珑 康宇航 《战术导弹技术》 北大核心 2016年第3期58-64,共7页

对多无人机协同多任务分配的求解策略进行了研究,针对集中式求解和基于协商的分布式求解方法各自的局限性,提出了一种基于冗余集中式的求解策略。该策略基于离散粒子群算法,具有能够以不同初始解并行计算的优点,通过在多无人机上运行相... 对多无人机协同多任务分配的求解策略进行了研究,针对集中式求解和基于协商的分布式求解方法各自的局限性,提出了一种基于冗余集中式的求解策略。该策略基于离散粒子群算法,具有能够以不同初始解并行计算的优点,通过在多无人机上运行相同的任务指派算法,充分利用通信和计算资源,在可接受的时间和计算代价内获得全局优化解。 展开更多

关键词 无人机 多任务分配 离散粒子群算法 冗余集中式 全局优化

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