光熙论坛690期:无人机群的协同目标分配和三维航迹规划方法研究
时间:2016-1-4 11:01:25   阅读:   标签: 团委 计算机学院 软件学院 研究生文化品牌 光熙论坛
题目:无人机群的协同目标分配和三维航迹规划方法研究
主讲人:赵明,哈工大计算机学院博士研究生
研究方向:人工智能,数据融合
时间:2016年1月4日(周一)下午13:00到14:00点
地点:新技术楼902室
导师简介:苏小红教授,博导
 
内容简介
      多无人机群体协同任务规划是一个条件复杂的多模型、多约束优化问题。它通常由目标分配、航迹规划和任务执行三部分组成。多机协同的难点在于不仅要考虑每架次单机自身的性能、约束条件、毁伤概率等问题;还要同时考虑多机之间的协同合作和避免冲突等问题,此外,异构的目标分配模型、真实的三维环境、多个禁飞区或雷达威胁、目标的执行顺序、航迹的协同表示和任务执行时环境的变化等都会给任务协同规划增加难度。因此,如何实施有效的目标分配策略、规划切实可行的平滑航迹、并适应环境的变化是解决这一问题的关键。
本文针对三维环境下多机协同任务规划的难点,以及如何在复杂的三维地形环境和多约束条件下,为无人机群中执行任务的每架无人机分配合理的任务目标、规划安全可飞且代价较小的航迹等问题,应用符合实际分配代价的统一模型处理框架进行问题建模。在统一的任务模型理论下,重点研究多机协同的目标分配、航迹规划和在线重规划问题。建立高效的任务空间表示,并用统一的优化方法进行求解。实验结果表明,本文的方法可以合理配置无人机群的目标分配,并可以有效规划出执行任务的协同航迹。
 
本研究主要内容如下
    (1) 研究建立复杂多约束多机协同目标分配的统一分配模型。提出利用空间垂直切面快速估算航程代价的方法,使分配结果更加准确。
    (2) 提出一种统一不同分配模型的基因编码策略, 设计了基于离散差分映射规则的差分进化算法。通过映射和反映射规则,将离散问题转换为连续问题进行求解。
    (3) 提出三维多机多目标协同航迹规划和平滑算法。将空间模糊表示和人工文化算法引入求解范畴,提高了关键路径点选取的效率。
   (4) 针对区域实时变化可能导致的任务失败、协同违背等问题,提出一种结合协同模糊C均值聚类和多Q学习的协同航迹重规划方法。
发布:孟晓辉 |  审核:李岳 |  来源: 计算机学院