基于多目标规划模型的多无人机协同航迹规划问题的研究开题报告

 2021-12-18 07:12

全文总字数:4772字

1. 研究目的与意义(文献综述)

无人机以其自主或远程控制,无需考虑人力成本和限制的优势,在军民企业的运用已经日益广泛,除了运用于军事领域,在民用和科研方面,亦可以代替人类进行探索探测行为,参与救灾抢险等。

目前主流的无人机运用仍是将大量任务荷载集中在一架无人机上,打造一体无人机。随着单个无人机的航迹规划研究依然日趋成熟,任务需求和复杂度不断提高下,多无人机协同规划愈来愈成为热点,无人机系统的协同将中大型无人机的任务荷载分散到多架微小型无人机平台上,这样在降低成本的同时,也大大提高了系统的鲁棒性,成为多无人机系统研究的最大优势。

无人机集群可更加高效且适应性强的应用于各种复杂的军事任务以及多变的任务环境,在已经较为成熟的单无人机航迹规划方法的基础上,探求规划适应无人机集群协同的路径是更完善应用无人机系统的关键。

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2. 研究的基本内容与方案

目前,高度实现任务载荷分散的蜂群无人机是无人机集群的重要发展方向,本次拟议研究多架小微型无人机平台的航迹规划问题,以更好的适应当前应用的需要,实现研究的目的。

在模型构建环节,在规划空间的维度上,二维空间的航迹规划缺少了重要的高度信息,缺乏实际应用的价值,三维航迹规划在二维的基础上增加高度维度,建立立体的威胁模型,规划复杂程度提高,因而本次研究拟尝试采用三维环境模型,将山峰山谷以矩阵形式表述,并用插值法平滑模拟地形,以更好的增加实用性,模拟真实的作战环境。

在多无人机可能参与的作战环境中,存在的威胁通常有地形威胁,防空导弹和雷达预警,由于多无人机系统在飞跃敌方区域时,雷达是被发现的主要威胁,防空导弹和高射炮也可以等效为雷达威胁,因此本次研究拟将简化为仅考虑雷达威胁。

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3. 研究计划与安排

2020.1.6——2020.3.10

1、确定研究内容,查阅相关内容涉及的近几年中外文献,了解相关应用的算法论文。

2、翻译相关的英文论文,深入了解当前的研究成果与现状

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4. 参考文献(12篇以上)

[1}ziyang zhen,ping zhu,yixuanxue,yuxuan ji. distributed intelligent self-organized mission planning ofmulti-uav for dynamic targets cooperative search-attack[j]. chinese journal ofaeronautics,2019,32(12).

[2}陈旿,范铭楷,李泽宏,金鑫,洪亮.蜂群无人机系统的网络鲁棒性设计[j].系统工程与电子技术,2019,41(11):2633-2640.

[3}heba kurdi,munirah f.aldaood,shiroq al-megren,ebtesam aloboud,abdulrahman s. aldawood,kamalyoucef-toumi. adaptive task allocation for multi-uav systems based on bacteriaforaging behaviour[j]. applied soft computing journal,2019,83.

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