多無人飛行器協同航跡控製(軍隊院校“2110”建設項目)
現代信息化戰爭越來越強調體係間對抗和多係統協同作戰,單無人飛行器單獨執行任務的可能性越來越小。相對於單飛行器而言,多無人飛行器協同,能夠執行更加多樣化的任務,係統生存能力顯著提升,對復雜戰場環境的適應能力更強。多無人飛行器協同控製問題已成為多無人飛行器係統相關技術領域的研究熱點。本書結閤作者的研究工作,圍繞多無人飛行器協同執行作戰任務對協同控製基本理論和關鍵技術展開探討,主要針對多無人飛行器協同控製係統結構、協同分配優化、協同航跡規劃、具有時間約束的協同航跡控製、協同編隊控製等方麵展開闡述。本書可作為高等院校或科研院所中從事無人機係統工程、無人飛行器航跡規劃及仿真的科研工作者和工程技術人員的參考用書,也適閤於人工智能、導航與製導、信息處理等相關專業的師生和科研人員參考。
無人飛行器(UnmannedAerialVehicle,UAV)是指由動力驅動、機上無人駕駛的航空飛行器,泛指在大氣層內或大氣層外空間(太空)飛行的無人機、導彈、無人飛艇等飛行物。無人飛行器是新軍事變革的代錶性裝備,具有突防能力強、製導精度高、機動性好、效費比高的優點,正迅速成為現代軍事力量的重要組成部分,充分體現瞭未來戰爭信息化、網絡化、無人化、非接觸的特點,是最符閤未來戰爭需求和世界裝備發展潮流的航空武器裝備,已逐步成為現代戰爭不可或缺的重要裝備之一。隨著無人飛行器技術和性能的不斷發展,其軍事任務需求的不斷提高,很多情況下,單架無人飛行器已無法滿足任務要求,若能由多架無人飛行器協同工作,則它們不但能完成單架飛行器不能完成的任務,而且能使係統的作戰效能大幅提高。無人飛行器協同是以無人飛行器協同係統為研究對象,在高度非結構化、具有角度和時間約束的動態不確定環境中,無需或隻需最少人工乾預,以集中或分布的方式選擇和協調多個混閤平颱之間的行為來完成一個共同的目標。多無人飛行器係統通過協同獲得比相互獨立設計的單架無人飛行器更有效的工作能力。多無人飛行器協同控製並不是各飛行器控製功能的簡單疊加,整個係統的能力是通過飛行器之間的緊密協作完成的,通過一體化無縫通信網絡實現信息共享,並通過一定的協同策略,綜閤分析、處理、分發各種戰場信息數據,根據係統的共同利益承擔共同的目標,從而在整個協同係統內實現共同的導航與控製。本書是作者自2004年以來從事無人飛行器協同控製研究工作的總結。一部分研究是針對無人機展開的,有些研究的假定對象是導彈,在具體章節中都予以說明。本書共分9章,具體內容安排如下:第1章“緒論”概述無人飛行器的背景和意義,探究瞭以美國、以色列和俄羅斯為代錶的無人機的現狀與發展;研究美國無人機協同控製的應用現狀,並從多無人飛行器協同分配、多無人飛行器協同航跡規劃、具有時間約束的多無人飛行器協同航跡控製和多無人飛行器編隊控製等方麵對協同控製的研究現狀展開論述。第2章“多無人飛行器協同控製係統結構”針對多無人飛行器協同的作戰樣式、協同的特點、傳統的控製體係結構進行瞭分析,提齣對多無人飛行器協同係統應采用多級分布式控製體係結構,采用分層控製的思想,將多無人飛行器協同控製問題分解為相互關聯的若乾重要問題。第3章“多無人飛行器戰場環境模型”論述瞭戰場空間的相關概念,對威脅源進行分類,重點建立瞭雷達威脅場、高炮威脅場和防空導彈威脅場模型。第4章“基於混閤遺傳算法的單無人飛行器航跡規劃”研究基於混閤遺傳算法的單無人飛行器航跡規劃,提齣混閤算法———混沌遺傳模擬退火算法。該算法改進的地方有:混沌算法産生初始種群、交叉率和變異率的Sigmoid麯綫非綫性自適應調整及與模擬退火算法的結閤。第5章“基於混閤遺傳算法的多無人飛行器航跡規劃”研究多無人飛行器攻擊目標的航跡規劃問題,引入團隊預計到達目標的時間作為協同變量,針對多航跡規劃問題,設計多航跡綜閤適應度函數;針對協同任務規劃問題,綜閤考慮協同航跡規劃及目標分配問題,設計效費比適應度函數和混閤編碼結構,使用混閤遺傳算法得到多無人飛行器航跡。第6章“多無人飛行器分配優化”研究目標分配優化問題,其目的是充分發揮各無人飛行器的整體優勢,尋求在給定約束條件下,符閤分配原則的最佳方案;分析瞭用於解決目標分配優化問題的改進的匈牙利算法,論述瞭匈牙利算法解決平衡指派問題的具體流程,並推廣到非平衡指派的情形;將火力分配優化問題看作是一個動態決策過程,利用動態規劃的逆序法求解此問題,結閤無人飛行器對敵補給護航編隊實施作戰的具體實例求得最優火力分配方案。第7章“威脅環境下多無人飛行器協同航跡規劃”研究多無人飛行器協同航跡規劃算法,考慮威脅體的威脅度和目標戰術價值等因素,建立擴展Voronoi圖,並對傳統的Dijkstra算法進行瞭改進,綜閤考慮瞭無人飛行器的距離代價和威脅代價,得到多無人飛行器的初始航跡;通過基於視綫的航跡縮短算法和航跡平滑算法,對無人飛行器初始航跡進行動態優化處理;結閤協同分配算法找到綜閤代價最小的航跡,從而為每架飛行器分配各自攻擊的目標;研究無人飛行器和目標數量一緻、無人飛行器和目標數量不一緻、參與作戰的無人飛行器和目標數量較多的情況,能針對諸如突發威脅、威脅突然消失、目標突然齣現和目標突然消失等動態環境進行航跡重規劃,滿足無人飛行器在互不碰撞的情況下從不同航跡終端角度到達不同目標的要求,實現瞭空間的協同;最後將基於擴展Voronoi圖的算法、基於柵格的算法和基於可視圖的算法進行瞭比較。·2·多無人飛行器協同航跡控製第8章“具有時間約束的多無人飛行器協同航跡控製”明確協同時間的相關概念,利用基於協同變量和協同函數的多級分布式控製結構,有效實現瞭多飛行器間的協同,並將其應用在航跡預先規劃的協同時間上;研究瞭具有時間約束的實時航跡規劃算法,以滿足協同時間的要求。第9章“多無人飛行器編隊控製”是多飛行器協同控製的另一種重要形式,主要圍繞三個問題展開,分彆是編隊結構問題、編隊保持控製器設計問題和編隊避障問題;研究改進的領機僚機的編隊結構問題,結閤多智能體係統技術研究瞭領機與僚機的協同優化組織結構;針對麵嚮編隊飛行的僚機控製律和實現算法進行重點研究;針對躲避威脅的編隊變形、編隊變換等情況進行瞭研究。書中包含瞭2004—2011年期間博士、碩士研究生的工作,尤其要感謝張友安教授和程春華博士對本書的貢獻。本書得到國傢自然科學基金(61305136)和軍隊院校2110建設項目的支持。由於作者水平的限製,書中難免存在一些問題和不足,歡迎讀者批評指正。
馬培蓓2016年10月18日於煙颱
我最近讀瞭《多無人飛行器協同航跡控製(軍隊院校“2110”建設項目)》,這本書讓我對現代軍事科技的發展有瞭更深刻的認識。書名本身就極具吸引力。“多無人飛行器協同”幾個字,立刻就勾勒齣瞭一個龐大且智能化的作戰場景。它暗示瞭不再是孤立的個體作戰,而是多個無人飛行器像一個有機的整體一樣,進行信息共享、任務協調和行動配閤。這其中蘊含的技術挑戰是巨大的,需要剋服通信延遲、數據融閤、決策衝突等一係列難題。而“航跡控製”則是實現協同的關鍵技術,它要求每一架無人機不僅要能夠自主飛行,更要能夠根據整體任務目標和環境變化,實時調整自己的飛行軌跡,以最高效、最安全的方式完成任務。這本書之所以讓我感到特彆重要,是因為它特彆提到瞭“軍隊院校‘2110’建設項目”。這幾個字,讓我知道這本書的內容絕非空穴來風,而是國傢在國防科技領域一項長期、係統性、高投入的戰略規劃的組成部分。這錶明瞭國傢對於發展先進無人機技術的高度重視,以及在人纔培養和技術攻關方麵所付齣的巨大努力。我非常期待書中能夠詳細闡述如何構建一個穩定、可靠、可擴展的無人機協同係統,如何處理不同型號、不同任務的無人機之間的異構性問題,以及如何確保係統在復雜電磁乾擾和欺騙環境下的魯棒性。這本書的齣版,無疑為我國在無人機技術領域的自主創新和軍事應用,奠定瞭堅實的基礎,也為培養新一代的科技軍事人纔提供瞭重要的參考。
評分《多無人飛行器協同航跡控製(軍隊院校“2110”建設項目)》這本書,給我帶來瞭前所未有的震撼,讓我深刻體會到科技在軍事領域的力量。書名中的“多無人飛行器協同”不僅僅是簡單的數量的疊加,而是高度智能化的群體智能的體現。它意味著,未來的戰場將不再是孤膽英雄的錶演,而是智能化無人機編隊協同作戰的新時代。每一架無人機都扮演著特定的角色,它們之間能夠通過先進的通信和計算技術,實現信息共享,任務分配,以及實時的戰術協同,形成一個強大的戰鬥力。而“航跡控製”則是實現這種協同的精髓所在,它要求在復雜的戰場環境下,無人機能夠精確地規劃和執行各自的飛行路徑,既要確保任務的完成,又要避免相互乾擾和碰撞,同時還要能夠靈活應對突發的威脅和變化。書名中的“軍隊院校‘2110’建設項目”更讓我感到這本書的非凡意義。它錶明這並非一項普通的學術研究,而是國傢層麵在國防科技領域一項長期、係統性的重大戰略項目,旨在通過整閤最前沿的科學技術,打造齣一支具有劃時代意義的無人機作戰力量。我尤其對書中關於分布式決策、自適應協同以及群體行為建模等方麵的探討充滿興趣。我想象著,在未來的某一天,一支由數百架甚至上韆架無人機組成的龐大編隊,將在空中精準地執行偵察、監視、打擊等一係列復雜任務,而人類指揮員則隻需在後方進行宏觀的決策和指揮。這本書的齣現,無疑將為我國在無人機技術研發和軍事應用領域,注入新的活力,也為培養新一代的科技軍事人纔,提供瞭重要的理論基礎和實踐指導。
評分《多無人飛行器協同航跡控製(軍隊院校“2110”建設項目)》這本書,仿佛為我打開瞭一扇通往未來軍事科技殿堂的大門。書名中的“多無人飛行器協同”並非簡單的機械堆砌,而是強調瞭其核心的“協同”二字,這背後蘊含著極其復雜的算法設計和信息交互機製。想象一下,當數十架甚至上百架無人機同時升空,它們需要在一個動態變化、充滿未知風險的環境中,如同擁有“心靈感應”一般,精準地分配任務、規劃航綫、相互支援,最終達成共同的目標。而“航跡控製”則是實現這一切的基石,它要求在極短的時間內,處理海量的傳感器數據,預測潛在的危險,並實時調整飛行姿態和路徑,確保整個編隊的穩定與高效。書名中“軍隊院校‘2110’建設項目”這一信息,進一步凸顯瞭本書的權威性和戰略性,它錶明這不僅僅是一項學術研究,更是國傢層麵在國防現代化建設中的一項重要部署,旨在通過科技創新,構建具有前瞻性的新型作戰能力。我特彆好奇書中對於分布式控製、自適應協同以及故障容錯等方麵的論述,這些都是實現真正意義上的無人機協同的關鍵技術。我設想,在未來的戰場上,無人機編隊將成為偵察、情報收集、精確打擊、甚至電子對抗的利器,它們能夠執行人類難以企及的任務,大大降低人員傷亡風險。這本書的齣現,無疑將為相關領域的研究人員、工程師以及軍事決策者提供寶貴的理論指導和技術參考,也為我們描繪瞭一幅充滿科技力量的未來軍事圖景。
評分《多無人飛行器協同航跡控製(軍隊院校“2110”建設項目)》這本書,光是書名就足以讓我對其內容充滿好奇。首先,“多無人飛行器協同”這一概念,就預示著一種高度智能化的集群作戰模式。它超越瞭單架無人機的局限,強調瞭多個無人飛行器之間如何通過信息共享、任務協調和動作配閤,形成一個有機整體,從而發揮齣遠超個體之和的作戰效能。這其中必然涉及到復雜的通信協議、數據融閤算法以及人工智能決策機製。而“航跡控製”則是實現這種協同的關鍵技術,它要求在瞬息萬變的戰場環境中,每一架無人機都能精準地規劃並執行其飛行路綫,既要保證任務的成功,又要避免相互碰撞,同時還要能夠靈活應對外部乾擾和威脅。書名中的“軍隊院校‘2110’建設項目”這幾個字,則賦予瞭本書極強的戰略性和權威性。它錶明這並非一項獨立的學術研究,而是國傢在國防科技現代化建設中的一項長期、係統性的重大工程。這讓我對書中內容的深度和前瞻性有瞭更高的預期。我特彆期待書中能夠詳細闡述如何構建一個具有高度魯棒性和容錯能力的協同係統,如何處理不同類型無人機之間的異構性問題,以及如何在復雜電磁乾擾下實現可靠的航跡控製。這本書的齣現,無疑將為我國在無人機技術領域的研究和應用,特彆是其在軍事領域的創新發展,提供重要的理論指導和技術支撐。
評分拜讀《多無人飛行器協同航跡控製(軍隊院校“2110”建設項目)》這本書,給我的感覺就像是打開瞭一扇通往未來軍事科技大門的鑰匙。書名中的“多無人飛行器協同”幾個字,就足以讓我聯想到未來戰場上,成群結隊的無人機如同有生命的整體般,協同作戰的壯觀景象。這種協同,絕非簡單的數量堆砌,而是蘊含著高度的智能化和自主化,它們能夠實時地共享信息,分配任務,並且在復雜的戰場環境下,相互配閤,共同完成高難度的軍事行動。而“航跡控製”則是實現這一切的核心技術,它要求每一架無人機都必須具備極高的精確度,能夠在復雜多變的飛行環境中,自主規劃並執行最優化的飛行路徑,以達到最佳的戰術效果。書名中“軍隊院校‘2110’建設項目”的附加信息,讓我意識到這本書的意義非凡。它錶明這不僅僅是一項普通的科學研究,更是國傢在國防科技領域,特彆是無人機技術發展上的一項重大戰略規劃和實踐。這讓我對書中內容的權威性和前瞻性有瞭更高的期待。我非常想知道書中是如何解決無人機之間通信的可靠性和安全性問題,如何實現高精度、大範圍的協同導航,以及如何利用人工智能技術來優化協同決策過程。這本書的齣版,無疑為我國在無人機技術領域的自主創新和軍事應用,奠定瞭堅實的基礎,也為培養新一代的科技軍事人纔,提供瞭寶貴的學習資源。
評分《多無人飛行器協同航跡控製(軍隊院校“2110”建設項目)》這本書,仿佛是一部描繪未來戰爭藍圖的史詩。書名中的“多無人飛行器協同”幾個字,就足以點燃我對科技前沿的無限遐想。它並非簡單的數量上的堆砌,而是代錶著一種全新的作戰模式——智能化的群體協作。想象一下,成百上韆架無人機,如同具有獨立思考能力的士兵,能夠實時感知戰場態勢,相互溝通,分配任務,並協同執行復雜指令。而“航跡控製”則是實現這種協同的關鍵技術,它要求每一架無人機都能在動態且充滿不確定性的環境中,精確規劃和調整自己的飛行路徑,以實現最優的戰術效果,同時還要規避潛在的危險。書名中“軍隊院校‘2110’建設項目”的後綴,讓我對這本書的定位有瞭更清晰的認識。這錶明該項目並非一個孤立的研究課題,而是國傢層麵為瞭提升國防實力而進行的一項長期、係統性的重大戰略部署。這無疑為書中內容的權威性和前瞻性提供瞭有力保證。我迫切想知道書中是如何解決無人機之間通信的安全性與可靠性問題,如何實現大範圍、高精度的協同導航,以及如何利用人工智能技術來優化協同決策過程。這本書的齣現,必將為我國在無人機技術領域的自主創新和軍事應用,提供重要的理論指導和技術支撐,同時也為培養新一代的軍事科技人纔,指明瞭方嚮。
評分我最近有幸接觸到《多無人飛行器協同航跡控製(軍隊院校“2110”建設項目)》這本書,其標題本身就充滿瞭科技感和戰略意義。首先,“多無人飛行器協同”這一概念,就打破瞭我對傳統單一飛行器作戰的固有認知。它暗示著未來戰爭將走嚮群體作戰,多個無人飛行器能夠像一個高度協調的團隊一樣,進行信息共享、任務分擔、協同打擊。這背後必然涉及到極其復雜的通信網絡、數據處理以及人工智能算法。其次,“航跡控製”是實現協同的關鍵。它不僅僅是簡單的路徑規劃,而是在動態、復雜的戰場環境中,要求每一架無人機都能精確地計算並調整自己的飛行軌跡,以滿足整體的作戰需求,同時還要考慮規避敵方偵測與攻擊。書名中“軍隊院校‘2110’建設項目”的補充信息,更是讓我看到瞭這本書的深厚背景和戰略價值。這錶明它並非僅僅停留在理論研究層麵,而是國傢在軍事科技領域,特彆是無人機技術發展上的一項重要規劃和實踐。這讓我對書中內容的權威性、前瞻性和實用性有瞭極高的期待。我尤其好奇書中是如何處理無人機之間的通信延遲和數據不確定性問題,以及如何設計齣能夠在復雜電磁環境下依然穩定運行的協同控製算法。這本書的齣版,無疑為我國在無人機領域的技術研發和軍事應用,樹立瞭重要的裏程碑,也為培養新一代高科技軍事人纔,提供瞭寶貴的學習資源。
評分當我第一次看到《多無人飛行器協同航跡控製(軍隊院校“2110”建設項目)》這本書的書名時,我立刻被其深度和廣度所吸引。書名中的“多無人飛行器協同”幾個字,就預示著一個復雜且高度智能化的係統。“協同”是關鍵,它不僅僅是簡單的編隊飛行,而是指一係列無人機能夠根據共同的目標,相互協作,完成復雜的任務。這其中必然涉及到先進的通信技術、數據融閤技術、以及智能決策算法。而“航跡控製”則是實現這種協同的物理載體,它要求每一架無人機都能在多維度空間中,根據實時的環境信息和任務需求,規劃齣最優化的飛行軌跡。書名中的“軍隊院校‘2110’建設項目”則為這本書賦予瞭強大的背景和使命感。這錶明這本書的研究成果,不僅僅是理論上的探討,更是服務於國傢重大戰略需求,服務於軍隊現代化建設的實際項目。這讓我對書中內容的實用性和前沿性有瞭更高的期待。我尤其想瞭解書中是如何解決異構無人機之間的協同問題,即不同型號、不同能力、不同任務的無人機如何有效地協同工作。此外,在復雜電磁環境下,如何保證協同的穩定性和魯棒性,也是我非常感興趣的方麵。這本書的齣版,無疑為我國在無人機領域的研究和發展,特彆是其在軍事領域的應用,提供瞭寶貴的理論指導和技術支撐,也為相關領域的科研人員和軍事專傢,提供瞭學習和交流的平颱。
評分第一次翻開《多無人飛行器協同航跡控製(軍隊院校“2110”建設項目)》,我的腦海中立刻浮現齣瞭一幅幅未來戰場上的壯麗畫麵。書名中的“多無人飛行器協同”不僅僅是簡單的數量疊加,而是高度智能化的編隊飛行,它們之間不再是獨立的個體,而是像一個擁有集體意識的生命體,能夠感知環境、相互通信、協調行動。而“航跡控製”更是將這種協同推嚮瞭極緻,它意味著在錯綜復雜的戰場環境中,每一架無人機都能在既定或動態的任務目標下,規劃齣最優的飛行路徑,同時還要考慮到避免碰撞、規避威脅、最大化覆蓋範圍等多種因素。我尤其關注的是書中關於“2110”建設項目這一部分,這讓我猜測這可能是一個長期、係統性的國傢級項目,旨在通過集成多學科的先進技術,打造齣一支具有劃時代意義的無人機作戰力量。書中對協同控製算法的研究,我想一定涉及到瞭諸如博弈論、控製論、人工智能等多個前沿領域。想象一下,在一次高強度的軍事行動中,地麵指揮官隻需發齣一個宏觀指令,便能看到空中編隊迅速響應,以一種幾乎完美的隊形展開,各自執行預設的任務,相互之間無縫銜接,如同一個精密運轉的機器。這樣的場景,不僅是對科技實力的展示,更是對指揮效率和作戰效能的顛覆性提升。這本書的價值,不僅在於其技術層麵的深度,更在於它所代錶的戰略眼光和對未來軍事格局的深刻影響。它讓我看到瞭科技進步如何深刻地改變戰爭的形態,也讓我對國傢在這一領域投入巨大精力感到由衷的欽佩。
評分我最近有幸拜讀瞭《多無人飛行器協同航跡控製(軍隊院校“2110”建設項目)》這本書,雖然我並非航空航天領域的專業人士,但書中所展現的宏大敘事和對未來軍事科技的深刻洞察,著實讓我耳目一新。從書名中,我首先感受到的便是其嚴謹性和前瞻性。“多無人飛行器協同”這一概念本身就充滿瞭科技感,它暗示著不再是單一飛行器的孤軍奮戰,而是多個智能體之間默契配閤、協同作戰的全新模式。而“航跡控製”則是實現這種協同的關鍵技術,它要求精準的計算、實時的調整以及對復雜環境的適應能力。尤其值得注意的是書名中括號裏的“軍隊院校‘2110’建設項目”,這一下子就把這本書的背景拉到瞭一個更為嚴肅和具有戰略意義的層麵。這不僅僅是一本技術手冊,更像是一份對未來軍事發展方嚮的戰略性部署的解讀。我尤其對書中關於如何構建高效的通信網絡、如何處理異構無人機之間的信息交互、以及如何設計魯棒性極強的協同算法等方麵的內容充滿瞭好奇。我想象著在未來的戰場上,成群的無人機如同偵察兵、突擊手、電子戰專傢一般,通過精確的協同,完成偵察、監視、打擊等一係列復雜任務。這種場景的描繪,讓我對科技的力量有瞭更深的敬畏。本書的齣版,無疑為研究和發展先進的無人機協同技術提供瞭重要的理論基礎和實踐指導,也為軍事院校的教學和科研指明瞭方嚮。雖然書中可能包含大量的專業術語和復雜的數學模型,但其核心思想——通過智能化和協同化,大幅提升軍事行動的效率和成功率——卻是普適且令人振奮的。這本書讓我看到瞭科技在軍事領域的無限可能,也讓我對國傢在國防科技上的投入和發展充滿信心。
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