在無人機(jī)目標(biāo)搜索任務(wù)中,單機(jī)載重受限、探測精度有限限制了無人機(jī)的應(yīng)用。由于不同任務(wù)差異很大,無法利用環(huán)境信息,會阻礙無人機(jī)完成搜索任務(wù)。對于搜索任務(wù),精確搜索目標(biāo)和覆蓋搜索存在矛盾。受限于傳感器精度,精確搜索反復(fù)確認(rèn),導(dǎo)致搜索時間增多;覆蓋搜索無法保證搜索的精度。本課題為解決這些問題,針對搜索任務(wù)中精確搜索和覆蓋搜索在精度和時間兩個維度上的矛盾,以多無人機(jī)多移動目標(biāo)為搜索目標(biāo)展開研究,構(gòu)建了環(huán)境信息模型,幫助無人機(jī)了解環(huán)境,設(shè)計了多種無人機(jī)搜索策略來均衡這個矛盾。針對多無人機(jī)搜索問題,對環(huán)境進(jìn)行合理建模。將搜索地圖進(jìn)行離散柵格化,并引入了對應(yīng)的包括概率圖更新模型、確定度更新模型來更新環(huán)境信息。針對搜索目標(biāo)的移動性,設(shè)計一種荷爾蒙地圖模型,引導(dǎo)無人機(jī)對必要的柵格單元進(jìn)行回訪,同時避免多架無人機(jī)對相同區(qū)域進(jìn)行搜索,提高搜索效率。針對精確搜索的場景,建立了該場景下的數(shù)學(xué)模型。利用環(huán)境信息模型實(shí)現(xiàn)無人機(jī)與環(huán)境的交互,設(shè)計了多種搜索相關(guān)函數(shù)評估搜索決策,通過分布式模型預(yù)測控制模型求解無人機(jī)系統(tǒng)的決策信息,提出了一種混合粒子群算法對該模型進(jìn)行求解。通過仿真證明了該策略的有效性,并將本策略和其他搜索... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

離散柵格地圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-8-將UAV抽象為一個點(diǎn)，UAV每次搜索一個離散柵格單元，下一個離散時刻，UAV共有9種運(yùn)動方向，如圖2-2所示。圖2-2UAV搜索方向示意圖2.3.3傳感器平臺模型UAV搜索完全依賴傳感器得到環(huán)境中的各種信息，當(dāng)然也包括最關(guān)鍵的目標(biāo)信息。傳感器有一個好的性能肯定會給UAV搜索帶來很好的正面效果，同樣的，一旦傳感器比較差，搜索結(jié)果也不會很好。根據(jù)文獻(xiàn)[43]，在思考聯(lián)系了本文其他因素的模型后，建立如下模型：UAV單次掃描搜索能夠掌控的區(qū)域的大小，通常用視場范圍這個術(shù)語來示，如式（2-1）：r=2Htan(γ)[cosα+sinαtan(π/2αβ)](2-1)式中H——UAV飛行高度；這里，，，是UAV所在位置與掃描區(qū)域形成的各種角度，如圖2-3所示。圖2-3無人機(jī)傳感器視場FOV探測圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-8-將UAV抽象為一個點(diǎn)，UAV每次搜索一個離散柵格單元，下一個離散時刻，UAV共有9種運(yùn)動方向，如圖2-2所示。圖2-2UAV搜索方向示意圖2.3.3傳感器平臺模型UAV搜索完全依賴傳感器得到環(huán)境中的各種信息，當(dāng)然也包括最關(guān)鍵的目標(biāo)信息。傳感器有一個好的性能肯定會給UAV搜索帶來很好的正面效果，同樣的，一旦傳感器比較差，搜索結(jié)果也不會很好。根據(jù)文獻(xiàn)[43]，在思考聯(lián)系了本文其他因素的模型后，建立如下模型：UAV單次掃描搜索能夠掌控的區(qū)域的大小，通常用視場范圍這個術(shù)語來示，如式（2-1）：r=2Htan(γ)[cosα+sinαtan(π/2αβ)](2-1)式中H——UAV飛行高度；這里，，，是UAV所在位置與掃描區(qū)域形成的各種角度，如圖2-3所示。圖2-3無人機(jī)傳感器視場FOV探測圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[10]最優(yōu)搜索理論及其應(yīng)用[J]. 朱清新.  世界科技研究與發(fā)展. 2005(04)



本文編號：3496736