无人集群博弈对抗系统仿真验证及决策关键技术综述 被引量：1

1

作者 梁晓龙 杨爱武 +4 位作者 张佳强 侯岳奇 王宁 黄骁 龚俊斌 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期805-816,共12页

无人集群博弈对抗是一种新兴的作战样式,在智能化战争扮演着至关重要的作用,其核心是自主生成博弈对抗决策序列,为集群“赋能”。分析了无人集群博弈对抗系统仿真验证的进展;从基于专家系统和博弈论的技术、基于群体智能和优化理论的技... 无人集群博弈对抗是一种新兴的作战样式,在智能化战争扮演着至关重要的作用,其核心是自主生成博弈对抗决策序列,为集群“赋能”。分析了无人集群博弈对抗系统仿真验证的进展;从基于专家系统和博弈论的技术、基于群体智能和优化理论的技术,以及基于神经网络和强化学习的技术三个方面论述了自主决策关键技术,以及课题组在自主决策上开展的相关工作;提出了无人集群博弈对抗的发展方向。 展开更多

关键词 无人集群 博弈对抗 自主决策 系统仿真验证

原文传递

有向通信拓扑下的无人集群分布式编队控制

2

作者 王宁 梁晓龙 +2 位作者 李哲 郑傲宇 王菡 《计算机测量与控制》 2025年第3期71-78,共8页

对无人集群航行过程中的编队一致性控制协议进行研究,采用二阶离散运动模型对无人系统的运动学特性进行描述,提出了基于虚拟领航者思想的一致性编队控制协议;采用矩阵理论对控制协议的稳定性进行了理论分析,提出了一种新的一致性控制协... 对无人集群航行过程中的编队一致性控制协议进行研究,采用二阶离散运动模型对无人系统的运动学特性进行描述,提出了基于虚拟领航者思想的一致性编队控制协议;采用矩阵理论对控制协议的稳定性进行了理论分析,提出了一种新的一致性控制协议证明过程,给出了控制协议中参数设计的约束条件;分析了编队控制过程中运用文章控制协议所需满足的约束条件,阐述了控制协议参数的设计流程;经实验测试所提控制协议能够有效满足集群编队的一致性控制需求。 展开更多

关键词 无人集群 编队控制 一致性控制 矩阵分析

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JTIDS系统中RS码的性能分析 被引量：3

3

作者 吴崇虎 毛玉泉 +1 位作者 李思佳 王杰 《舰船电子工程》 2012年第6期65-67,85,共4页

针对现阶段JTIDS系统采用的编码方案,在研究AWGN信道下不同k值的RS(31,k)码的纠错性能基础上,分析了RS(31,15)码的纠错性能,提出了一种RS(16,7)的编码方案。该方案在JTIDS的MSK调制背景下,通过对RS(31,k)码的研究,发现当k=23时性能最佳... 针对现阶段JTIDS系统采用的编码方案,在研究AWGN信道下不同k值的RS(31,k)码的纠错性能基础上,分析了RS(31,15)码的纠错性能,提出了一种RS(16,7)的编码方案。该方案在JTIDS的MSK调制背景下,通过对RS(31,k)码的研究,发现当k=23时性能最佳,进而对RS(31,23)码进行截短,实现了RS(16,7)码,分析了方案的性能。仿真结果表明:一方面,在RS(31,k)中,RS(31,23)性能最优;另一方面,在RS(n,15)中,RS(31,15)的性能最佳,即在相同信息位条件下,缩短码的性能较非缩短的类型性能差。 展开更多

关键词 JTIDS RS(31 k) 缩短码 RS(16 7)

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战斗识别系统研究启示与空战需求分析

4

作者 梁晓龙 杨爱武 +3 位作者 王成才 张佳强 任宝祥 侯岳奇 《空军工程大学学报》 CSCD 北大核心 2022年第6期1-7,共7页

战场态势感知与识别是作战决策的基础,发展适应未来创新作战概念的战斗识别系统对于提升体系作战能力至关重要。在原有战斗识别概念的基础上,提出了适应未来战争和装备发展的战斗识别新概念,从信息主导、分布感知、手段齐备、标准互通... 战场态势感知与识别是作战决策的基础,发展适应未来创新作战概念的战斗识别系统对于提升体系作战能力至关重要。在原有战斗识别概念的基础上,提出了适应未来战争和装备发展的战斗识别新概念,从信息主导、分布感知、手段齐备、标准互通、群智汇聚5个角度阐述了未来战斗识别系统的特征,并概述了战斗识别系统支撑未来作战的功能,基于此提出了空战场对战斗识别的需求,为未来战斗识别系统发展提供参考。 展开更多

关键词 感知与识别 战斗识别 信息主导 空战

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跨域无人集群协同反潜搜索方法研究 被引量：1

5

作者 王宁 梁晓龙 +2 位作者 张佳强 侯岳奇 杨爱武 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期817-824,共8页

针对海上反潜搜索问题,提出一种将无人艇作为无人机的通信中继的跨域无人集群协同搜索方法,采用数字网格地图表征任务区域,构建了跨域平台的运动学模型;提出了跨域无人系统的协作方法,设计了无人系统之间的分布式信息融合机制;设计了异... 针对海上反潜搜索问题,提出一种将无人艇作为无人机的通信中继的跨域无人集群协同搜索方法,采用数字网格地图表征任务区域,构建了跨域平台的运动学模型;提出了跨域无人系统的协作方法,设计了无人系统之间的分布式信息融合机制;设计了异构平台的搜索目标函数,引导无人系统在搜索任务中实时决策。仿真结果表明:所提方法能够有效适用于文中反潜搜索任务想定,跨域平台之间能够通过优势互补提高搜索效能。 展开更多

关键词 反潜搜索 无人集群 航迹规划 跨域协同 信息交互

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有人/无人机协同空战研究进展综述 被引量：2

6

作者 王菡 梁晓龙 +1 位作者 王宁 张佳强 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2024年第5期11-17,53,共8页

有人/无人机协同空战是未来空战的重要发展方向,有人机和无人机协同运用、优势互补,形成灵活高效的作战体系,将对未来空战效能的提升发挥巨大作用。首先,阐述了近年来美军作战概念的发展演进,分析了美军有人/无人机协同作战的相关项目发... 有人/无人机协同空战是未来空战的重要发展方向,有人机和无人机协同运用、优势互补,形成灵活高效的作战体系,将对未来空战效能的提升发挥巨大作用。首先,阐述了近年来美军作战概念的发展演进,分析了美军有人/无人机协同作战的相关项目发展,提炼总结了有人/无人机协同空战的特点;其次,以穿透性制空作战为场景,分析了有人/无人机协同空战的具体运用和作战流程;最后,从航迹规划、空战决策、编队控制3个方面对有人/无人机协同空战的关键技术和研究现状进行梳理和分析,并对未来有人/无人机协同空战的研究发展方向进行了总结和展望。 展开更多

关键词 有人/无人机协同 协同空战 概念演变 关键技术

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基于改进遗传算法的远程多点空中加油规划 被引量：1

7

作者 黄舟杭 张志浩 +1 位作者 韩钧羽 黄灿宇 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2024年第6期30-37,共8页

为解决飞机在执行远程奔袭任务中多次空中加油任务规划的问题,综合考虑任务的时效性与经济性,建立多点空中加油模型。对标准遗传算法进行改进,使之具有更快的搜索速度与计算效率。将任务划分为多个阶段,使用不同方法进行加油点的选取。... 为解决飞机在执行远程奔袭任务中多次空中加油任务规划的问题,综合考虑任务的时效性与经济性,建立多点空中加油模型。对标准遗传算法进行改进,使之具有更快的搜索速度与计算效率。将任务划分为多个阶段,使用不同方法进行加油点的选取。仿真试验结果表明,该方法可以有效解决远程奔袭任务中飞机多点空中加油任务加油点选取的问题。 展开更多

关键词 远程奔袭 多点空中加油 空中加油规划 改进遗传算法 路径优化

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无人集群试验评估研究现状分析及理论方法 被引量：11

8

作者 梁晓龙 侯岳奇 +2 位作者 胡利平 张佳强 祝捷 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期846-854,共9页

无人集群试验评估是促进无人集群技术从理论走向实践的重要桥梁。与传统的作战系统相比,无人集群系统具有自主协同、能力涌现、智能对抗等特点,这已大大超出传统作战系统试验评估的范畴。针对上述现实需求,本文旨在综述美国和中国在推... 无人集群试验评估是促进无人集群技术从理论走向实践的重要桥梁。与传统的作战系统相比,无人集群系统具有自主协同、能力涌现、智能对抗等特点,这已大大超出传统作战系统试验评估的范畴。针对上述现实需求,本文旨在综述美国和中国在推进集群试验评估方面所进行的开创性工作的基础上,主要对无人集群试验评估的概念内涵、发展现状进行了讨论分析;结合课题组在航空集群作战领域的研究基础,探讨无人集群试验评估的主要内容和可行的技术路线,为军事装备的信息化升级和智能化转型奠定基础。 展开更多

关键词 无人集群 试验评估 自主协同 能力涌现 交感网络

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基于搜索意图交互的无人机集群协同搜索算法 被引量：10

9

作者 王宁 李哲 +2 位作者 梁晓龙 侯岳奇 吴傲 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期454-463,共10页

针对无先验信息条件下无人机集群的协同搜索问题,提出一种以覆盖率为引导,以机间安全距离、通信距离、偏航角调整及搜索边界等为约束的无人机集群协同搜索算法。通过建立环境地图矩阵对任务区域进行描述,进一步定义环境地图更新算子实... 针对无先验信息条件下无人机集群的协同搜索问题,提出一种以覆盖率为引导,以机间安全距离、通信距离、偏航角调整及搜索边界等为约束的无人机集群协同搜索算法。通过建立环境地图矩阵对任务区域进行描述,进一步定义环境地图更新算子实现搜索过程中环境地图的快速更新。设计了集群协同搜索任务的回报函数,采用粒子群算法进行求解,得到每架无人机在已知环境地图下的最优决策,即决策意图。每架无人机在获取其他成员决策意图的基础上重新进行决策,实现协同决策。针对不同规模集群提出了集中式和分布式2种协同决策方案。仿真结果表明,所提算法能够对存在未知威胁的不规则任务区域进行有效覆盖搜索,覆盖率远高于不进行协同决策的个体决策方法。 展开更多

关键词 意图交互 无人机集群 协同搜索 模型预测控制 滚动时域优化决策

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通信距离受限条件下的无人机集群协同区域搜索 被引量：13

10

作者 王宁 李哲 +2 位作者 梁晓龙 王玉冰 侯岳奇 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期1615-1625,共11页

针对通信距离受限条件下的无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)集群协同搜索任务,考虑防相撞约束,定制了一种能够在搜索过程中根据机间距离切换交互方法的UAV交互决策机制,实现了动态环境中的搜索航迹规划。首先,运用栅格化方法建立包... 针对通信距离受限条件下的无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)集群协同搜索任务,考虑防相撞约束,定制了一种能够在搜索过程中根据机间距离切换交互方法的UAV交互决策机制,实现了动态环境中的搜索航迹规划。首先,运用栅格化方法建立包含3种属性的环境认知地图对任务区域进行表征。其次,考虑多种搜索任务需求,以最大化搜索效率为目标建立UAV集群协同搜索模型。然后,根据机间有效通信距离定义了UAV协同搜索过程中的通信状态,设计了一种能够在通信完全有效、局部有效以及完全失效3种典型场景下切换信息交互方法的信息交互与决策机制。最后,采用滚动时域优化方法,实现集群各成员的自主决策与交互行为。仿真结果表明,所提算法能够在通信距离受限条件下有效完成协同搜索任务,在完成覆盖搜索任务时能够有效兼顾对动目标的搜索。 展开更多

关键词 信息交互 协同搜索规划 目标概率图 虚警概率

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无人机单载荷目标检测及定位联合实现方法 被引量：5

11

作者 王宁 李哲 +2 位作者 梁晓龙 齐铎 张秀军 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2021年第11期94-100,共7页

低成本是无人机集群的重要属性,针对传统无人机目标定位技术要求光电平台必须配备激光测距仪的局限性,提出了不依赖激光测距信息的目标检测与定位联合实现方法。首先,采用基于深度学习的目标检测网络对无人机航拍影像进行目标检测,获取... 低成本是无人机集群的重要属性,针对传统无人机目标定位技术要求光电平台必须配备激光测距仪的局限性,提出了不依赖激光测距信息的目标检测与定位联合实现方法。首先,采用基于深度学习的目标检测网络对无人机航拍影像进行目标检测,获取图像坐标系下的目标位置信息;其次,根据无人机飞行相对高度、光电平台参数、图像中目标位置等信息计算载机坐标系下的目标坐标;然后,将载机坐标系下的目标位置转换为WGS-84坐标系下的经纬信息;最后,通过无人机实飞验证了所提方法的有效性。实飞结果证明,所提方法能够在不依赖激光测距仪的条件下有效完成目标定位任务,为无人机集群低成本化提供了技术支撑。 展开更多

关键词 无人机集群 目标检测 目标定位 深度学习

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海上跨域无人集群研究进展综述 被引量：5

12

作者 梁晓龙 王宁 +1 位作者 王维佳 可唯一 《空军工程大学学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期2-15,共14页

海战场是军事对抗的重要战场之一,海上作战涉及空中、水面、水下以及海岸陆地等空间,作战资源对象数量庞大且能力多样。随着无人系统技术的不断发展,跨域无人集群将成为未来海上作战的重要力量。以海上跨域无人集群作为研究对象,首先梳... 海战场是军事对抗的重要战场之一,海上作战涉及空中、水面、水下以及海岸陆地等空间,作战资源对象数量庞大且能力多样。随着无人系统技术的不断发展,跨域无人集群将成为未来海上作战的重要力量。以海上跨域无人集群作为研究对象,首先梳理了跨域作战的相关概念及演变过程,定义了跨域无人集群的内涵,然后阐述了美军单域无人集群项目的发展趋势及现状,分析了近期跨域无人集群演习的主要内容,之后对无人集群关键技术现有研究成果进行了提炼总结,指出了跨域无人集群发展面临的挑战。最后给出了跨域无人集群未来的发展趋势。 展开更多

关键词 海上跨域集群 概念演变 发展概况 关键技术

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基于QC-LDPC-Chebyshev混沌序列优选的CDL抗干扰研究 被引量：1

13

作者 李思佳 毛玉泉 +1 位作者 李波 彭卫东 《计算机测量与控制》 CSCD 北大核心 2012年第4期1046-1050,共5页

为实现干扰条件下低信噪比的通用数据链信息可靠传输,提出了一种基于QC-LDPC和CDSSS的通用数据链协同抗干扰方案;该方案在提出单位阵取反变换的直积构造方法来生成校验矩阵的基础上,采用LU分解方案完成了QC-LDPC的编码,使用Min-Sum算法... 为实现干扰条件下低信噪比的通用数据链信息可靠传输,提出了一种基于QC-LDPC和CDSSS的通用数据链协同抗干扰方案;该方案在提出单位阵取反变换的直积构造方法来生成校验矩阵的基础上,采用LU分解方案完成了QC-LDPC的编码,使用Min-Sum算法完成译码;在直序扩频系统中分析了Chebyshev混沌映射序列性能和优选方法,采用优选的混沌扩频序列提高抗干扰能力;最后通过不同干扰条件的仿真验证了方案的有效性,结果表明,协同方案比相同条件下的Mackay码字性能更优。 展开更多

关键词 QC-LDPC CHEBYSHEV映射 通用数据链(CDL)

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无人机自主目标识别与定位应用研究 被引量：2

14

作者 王宁 李哲 +2 位作者 梁晓龙 吴贤宁 吕智虎 《计算机测量与控制》 2021年第5期215-219,共5页

面向无人机自主侦察任务中在线目标识别与定位需求,首先梳理了无人机侦察中目标识别领域的相关研究成果;然后,介绍了Faster RCNN目标识别算法的实现原理,并针对任务需求进行了改进;之后,介绍了图像拼接的相关算法并进一步提出了目标相... 面向无人机自主侦察任务中在线目标识别与定位需求,首先梳理了无人机侦察中目标识别领域的相关研究成果;然后,介绍了Faster RCNN目标识别算法的实现原理,并针对任务需求进行了改进;之后,介绍了图像拼接的相关算法并进一步提出了目标相对定位算法;最后,设计了完整的侦察试验流程对所设计自主目标识别与定位方法进行验证;结果表明,改进的目标检测网络能够达到83.3%的识别准确率和35帧/秒的识别速度,所提出的相对定位算法可以达到0.702 m的平均定位精度,能够满足侦察无人机在线目标识别与定位的任务需求。 展开更多

关键词 侦察无人机 目标检测 图像拼接 目标定位 Faster RCNN

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基于并行作战环的无人机集群协同作战能力评估方法 被引量：1

15

作者 林晋福 朱玉 +1 位作者 张佳强 尚耀波 《空军工程大学学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期33-40,共8页

针对无人机集群基于信息网络的协同作战能力评估问题,采用衡量信息不确定性程度的信息熵对网络的节点能力和作战边的权值进行量化,构建信息流转动态评估网络。首先通过节点度受限最短路算法找出该网络可能的并行作战环,分串行、并行和混... 针对无人机集群基于信息网络的协同作战能力评估问题,采用衡量信息不确定性程度的信息熵对网络的节点能力和作战边的权值进行量化,构建信息流转动态评估网络。首先通过节点度受限最短路算法找出该网络可能的并行作战环,分串行、并行和混合3种模式的计算法算出评估网络最小能力熵,实现无人机集群协同作战行动量化评估;然后通过对无人机集群海上封控作战行动进行能力评估,验证该评估方法的有效性;最后基于最大效能原则,给出无人机集群协同策略和作战使用上的建议。 展开更多

关键词 无人机集群 协同网络 作战能力评估 并行作战环

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新型航空集群编队飞行空间对准控制方法

16

作者 任宝祥 王瑾 +4 位作者 李哲 梁晓龙 吴贤宁 褚鹏 李泽 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2020年第6期1-6,共6页

航空集群编队飞行是实现航空集群能力涌现的必要条件。对于飞行器较多的航空集群编队,若采用传统长僚机跟随方式,当僚机数量较多时,一旦僚机出现位置偏差,则容易与周边僚机发生碰撞,存在极大的安全隐患。为此,提出一种航空集群大编队飞... 航空集群编队飞行是实现航空集群能力涌现的必要条件。对于飞行器较多的航空集群编队,若采用传统长僚机跟随方式,当僚机数量较多时,一旦僚机出现位置偏差,则容易与周边僚机发生碰撞,存在极大的安全隐患。为此,提出一种航空集群大编队飞行空间对准控制方法,通过分层式对准方法和基于距离的基准机选择算法,构建航空集群编队两级组织架构,并采用一致性控制协议对集群编队飞行进行了仿真验证,实现了航空集群大编队飞行整体队形严整和稳定。 展开更多

关键词 航空集群 空间对准 基准机选择 分层对准

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基于模糊神经网络的无人机实时避障算法 被引量：6

17

作者 吕智虎 梁晓龙 +4 位作者 任宝祥 李哲 张佳强 齐铎 侯岳奇 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2021年第5期82-89,共8页

针对模糊控制避障算法在障碍物信息未知的环境中适应性不强,难以有效规避“凹多边形”障碍物的问题,提出了一种基于模糊神经网络的无人机实时避障算法。采用等效夹角对模糊控制器的输入变量进行优化设计,克服了单一角度或距离在障碍物... 针对模糊控制避障算法在障碍物信息未知的环境中适应性不强,难以有效规避“凹多边形”障碍物的问题,提出了一种基于模糊神经网络的无人机实时避障算法。采用等效夹角对模糊控制器的输入变量进行优化设计,克服了单一角度或距离在障碍物表征方面的局部片面性。基于BP神经网络理论设计了模糊控制器的初始隶属度函数和模糊神经网络架构;将模糊控制器在多个未知环境下生成的有效避障数据作为训练数据集,对模糊神经网络进行训练。仿真结果表明:所提出的模糊神经网络方法与模糊控制器相比具有更强的适应性,在面对未知复杂障碍物时避障更加灵活、路径更短,避障成功率更高。 展开更多

关键词 未知环境 实时避障 神经网络 模糊控制

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自主飞行无人机地理围栏算法设计与实现 被引量：10

18

作者 付其喜 梁晓龙 +2 位作者 张佳强 何吕龙 周万银 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期167-175,共9页

为提高无人机飞行的安全性,提出了一种自主飞行的无人机地理围栏算法。首先,通过对原始地理围栏缩放并进行顶角平滑与自相交检测处理,提出一种对凹凸地理围栏普遍适用的地理围栏预控制层生成算法;然后,在传统射线法的基础上加入缓冲距... 为提高无人机飞行的安全性,提出了一种自主飞行的无人机地理围栏算法。首先,通过对原始地理围栏缩放并进行顶角平滑与自相交检测处理,提出一种对凹凸地理围栏普遍适用的地理围栏预控制层生成算法;然后,在传统射线法的基础上加入缓冲距离以解决交点数误判问题,利用改进的射线法进行地理围栏越界探测,且针对存在越界危险的无人机设计了一种越界航点重规划方法及相应的边界保持自主控制控制律;最后,利用四旋翼无人机搭建的实验系统进行了验证。仿真及实验结果表明:无人机能够在避免地理围栏越界的基础上尽可能小地修正原飞行路径,证明提出的地理围栏算法有效,能够保证自主飞行的无人机在地理围栏内的飞行安全。 展开更多

关键词 地理围栏 无人机 预控制层生成算法 越界探测 边界保持自主控制

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基于模糊控制的无人机集群视觉着降 被引量：6

19

作者 吴贤宁 李哲 +3 位作者 梁晓龙 张佳强 任宝祥 尹逢川 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2021年第4期2-8,共7页

在基于视觉导航的自主着降过程中,旋翼无人机受到自身机械振动和复合风场环境等因素的干扰,降落精度低、速度慢,影响集群回收的安全性。针对这一问题,提出一种基于模糊控制和视觉导航的集群自主着降算法。首先无人机集群飞至降落区域后... 在基于视觉导航的自主着降过程中,旋翼无人机受到自身机械振动和复合风场环境等因素的干扰,降落精度低、速度慢,影响集群回收的安全性。针对这一问题,提出一种基于模糊控制和视觉导航的集群自主着降算法。首先无人机集群飞至降落区域后,无人机通过目标检测算法找到自身对应的降落标识,再利用像素距离解算出无人机与对应降落标识间的实际水平距离,然后通过模糊化、模糊推理、去模糊化得到无人机精准对准降落点的控制指令,最终实现集群精准着降。仿真实验与实际飞行实验结果表明,该算法具有更高的鲁棒性,可有效提升无人机集群着降的速度。 展开更多

关键词 无人机集群 自主着降 视觉导航 模糊控制

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基于模糊PID的无人机空中加油轨迹跟踪控制 被引量：10

20

作者 蔺玺坤 梁晓龙 +3 位作者 任宝祥 侯岳奇 张志浩 齐铎 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期18-26,共9页

提出了无人机空中加油优化流程及基于状态-事件-条件-动作规则的自主决策规则;针对无人机空中加油对接段的轨迹跟踪问题,从无人机单机控制出发,采用模糊控制方法,通过模糊化、确定隶属度、模糊规则推理、解模糊处理得到修正后的PID参数... 提出了无人机空中加油优化流程及基于状态-事件-条件-动作规则的自主决策规则;针对无人机空中加油对接段的轨迹跟踪问题,从无人机单机控制出发,采用模糊控制方法,通过模糊化、确定隶属度、模糊规则推理、解模糊处理得到修正后的PID参数,实现PID参数的实时调整,最终使无人机快速、平稳到达对接位置。通过仿真,验证了自主决策规则及模糊PID算法的有效性,简化无人机的控制逻辑,提升无人机的飞行稳定性,提高飞行品质和作战效能。 展开更多

关键词 空中加油 轨迹跟踪 ECA规则 模糊PID控制

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