无人飞行器任务规划技术

作者: 王玥著 , 张克著 , 孙鑫著

出版社: 国防工业出版社

出版时间: 2015-06

版次: 1

ISBN: 9787118100945

定价: 89.00

装帧: 精装

开本: 32开

纸张: 胶版纸

页数: 199页

字数: 185千字

正文语种: 简体中文

分类: 工程技术

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　　结合作者王玥、张克、孙鑫等多年的教学经验和国防科研工作积累，《无人飞行器任务规划技术》针对无人飞行器的任务规划技术展开论述，总结了近年来应用较多的相关优化方法，并重点对无人飞行器任务模式、任务分配模型和航迹规划模型进行讲解。　　王玥，博士，北京理工大学机电学院副教授，硕士生导师，2011—2012年美国北卡州立大学机械与航天系访问学者，中国指挥与控制学会无人系统专业委员会委员，机电工程与控制国防科技重点实验室成员。长期从事无人飞行器任务规划与协同控制技术的研究。
　　
　　张克，博士，研究员，航天三院第三总体设计部副主任。中国数学学会均匀设计分会常务理事，中国宇航学会空气动力与飞行力学专业委员会委员，任务规划分会委员，《宇航学报》编委，《战术导弹技术》常务编委。长期从事系统工程、作战效能评估、任务规划技术的研究。
　　
　　孙鑫，博士，研究员，航天三院第三总体设计部任务规划技术研究中心主任，中国宇航学会任务规划分会委员。主要研究方向为体系协同技术、任务规划技术及复杂系统建模与开发等。第1章无人飞行器与任务规划系统概述
1.1无人飞行器简介
1.1.1典型无人飞行器简介
1.1.2无人飞行器未来发展趋势
1.2无人飞行器任务规划概述
1.3任务规划问题的影响因素
1.4任务规划系统发展及典型应用
1.4.1任务规划系统的发展过程
1.4.2各国任务规划系统的典型应用
1.5现阶段存在的问题与挑战
1.5.1无人飞行器任务规划空域的约束——感知与规避问题
1.5.2无人飞行器实时任务规划问题
1.5.3无人飞行器自主任务规划问题
1.5.4无人飞行器任务规划自主化面临的伦理问题

第2章无人飞行器任务规划方法
2.1无人飞行器任务规划方法简介
2.1.1智能优化算法的兴起
2.1.2智能优化算法的发展
2.2多目标优化问题的求解方法
2.2.1多智能体系统控制架构
2.2.2集中式任务分配方法
2.2.3分布式任务分配方法
2.3传统优化算法
2.3.1动态规划算法
2.3.2Dijkstra算法
2.4智能优化算法
2.4.1蚁群算法
2.4.2遗传算法
2.4.3粒子群优化算法
2.4.4模拟退火算法
2.4.5A*算法
2.4.6D*算法
2.4.7合同网协议方法
2.4.8黑板模型算法

第3章数字地图技术
3.1地理信息系统
3.1.1地理信息系统的发展史
3.1.2地理信息系统的组成及功能
3.1.3地理信息系统数据的查询方式
3.1.4地理信息系统的应用与数字地图
3.2数字地图概述
3.3数字高程模型
3.4数字地图技术在航迹规划中的应用
3.4.1数字地图网格划分
3.4.2数字地图的绘制与优化
3.4.3数字地图中经纬度信息的使用

第4章无人飞行器任务模式
4.1无人飞行器侦察任务
4.1.1无人飞行器侦察任务工作原理
4.1.2无人飞行器侦察任务的关键问题
4.1.3无人飞行器侦察任务规划方案
4.2无人飞行器攻击任务
4.2.1攻击过程与特点
4.2.2无人飞行器攻击任务的关键问题
4.3侦察攻击一体化任务
4.3.1侦察攻击一体化任务过程
4.3.2侦察／攻击一体化任务规划关键阶段
4.4无人飞行器其他作战任务模式
4.4.1通信中继任务
4.4.2电子干扰任务
4.4.3诱饵欺骗任务
4.4.4空中预警任务
4.4.5火力评估任务

第5章无人飞行器任务分配模型与仿真
5.1多无人飞行器集中式任务分配
5.1.1矩阵全排列的基本思想
5.1.2基于矩阵全排列的任务分配模型
5.1.3基于矩阵全排列的协同任务分配仿真
5.2多无人飞行器分布式任务分配
5.2.1基于合同网的任务分配
5.2.2基于合同网的任务分配模型
5.2.3基于合同网的协同任务分配仿真

第6章无人飞行器航迹规划模型与仿真
6.1航迹规划概述
6.1.1航迹规划技术的发展
6.1.2航迹规划的求解过程
6.1.3航迹规划需要解决的关键问题
6.1.4无人飞行器的使用需求对算法的要求
6.2基于改进A*算法的航迹规划
6.2.1A*算法的改进
6.2.2双侧搜索模型
6.2.3应用双侧搜索模型的航迹规划仿真
6.3基于改进遗传算法的航迹规划
6.3.1遗传算法动态适应度函数的引入
6.3.2种群初始化模型
6.3.3基于改进遗传算法的航迹规划仿真

第7章无人飞行器任务规划评价方法
7.1评价的必要性
7.2基于毁伤效能最优的评价方法
7.2.1炸点的确定
7.2.2目标描述
7.2.3目标坐标杀伤规律
7.2.4随机数的产生
7.2.5样本容量的确定
7.3基于飞行性能最优的评价方法
7.3.1影响航迹规划评价的因素
7.3.2基于Simulink的飞行器六自由度弹道模型
7.4评价计算
7.4.1仿真初始条件
7.4.2仿真结果分析

第8章无人飞行器任务规划系统的工程研制
8.1概述
8.2任务规划系统的组成
8.3任务规划系统的物理形态
8.4.任务规划系统部署
8.5任务规划系统保障数据
8.6任务规划系统的试验验证
8.6.1任务规划系统验证内容
8.6.2验证方法
参考文献
内容简介:
　　结合作者王玥、张克、孙鑫等多年的教学经验和国防科研工作积累，《无人飞行器任务规划技术》针对无人飞行器的任务规划技术展开论述，总结了近年来应用较多的相关优化方法，并重点对无人飞行器任务模式、任务分配模型和航迹规划模型进行讲解。
作者简介:
　　王玥，博士，北京理工大学机电学院副教授，硕士生导师，2011—2012年美国北卡州立大学机械与航天系访问学者，中国指挥与控制学会无人系统专业委员会委员，机电工程与控制国防科技重点实验室成员。长期从事无人飞行器任务规划与协同控制技术的研究。
　　
　　张克，博士，研究员，航天三院第三总体设计部副主任。中国数学学会均匀设计分会常务理事，中国宇航学会空气动力与飞行力学专业委员会委员，任务规划分会委员，《宇航学报》编委，《战术导弹技术》常务编委。长期从事系统工程、作战效能评估、任务规划技术的研究。
　　
　　孙鑫，博士，研究员，航天三院第三总体设计部任务规划技术研究中心主任，中国宇航学会任务规划分会委员。主要研究方向为体系协同技术、任务规划技术及复杂系统建模与开发等。
目录:
第1章无人飞行器与任务规划系统概述
1.1无人飞行器简介
1.1.1典型无人飞行器简介
1.1.2无人飞行器未来发展趋势
1.2无人飞行器任务规划概述
1.3任务规划问题的影响因素
1.4任务规划系统发展及典型应用
1.4.1任务规划系统的发展过程
1.4.2各国任务规划系统的典型应用
1.5现阶段存在的问题与挑战
1.5.1无人飞行器任务规划空域的约束——感知与规避问题
1.5.2无人飞行器实时任务规划问题
1.5.3无人飞行器自主任务规划问题
1.5.4无人飞行器任务规划自主化面临的伦理问题

第2章无人飞行器任务规划方法
2.1无人飞行器任务规划方法简介
2.1.1智能优化算法的兴起
2.1.2智能优化算法的发展
2.2多目标优化问题的求解方法
2.2.1多智能体系统控制架构
2.2.2集中式任务分配方法
2.2.3分布式任务分配方法
2.3传统优化算法
2.3.1动态规划算法
2.3.2Dijkstra算法
2.4智能优化算法
2.4.1蚁群算法
2.4.2遗传算法
2.4.3粒子群优化算法
2.4.4模拟退火算法
2.4.5A*算法
2.4.6D*算法
2.4.7合同网协议方法
2.4.8黑板模型算法

第3章数字地图技术
3.1地理信息系统
3.1.1地理信息系统的发展史
3.1.2地理信息系统的组成及功能
3.1.3地理信息系统数据的查询方式
3.1.4地理信息系统的应用与数字地图
3.2数字地图概述
3.3数字高程模型
3.4数字地图技术在航迹规划中的应用
3.4.1数字地图网格划分
3.4.2数字地图的绘制与优化
3.4.3数字地图中经纬度信息的使用

第4章无人飞行器任务模式
4.1无人飞行器侦察任务
4.1.1无人飞行器侦察任务工作原理
4.1.2无人飞行器侦察任务的关键问题
4.1.3无人飞行器侦察任务规划方案
4.2无人飞行器攻击任务
4.2.1攻击过程与特点
4.2.2无人飞行器攻击任务的关键问题
4.3侦察攻击一体化任务
4.3.1侦察攻击一体化任务过程
4.3.2侦察／攻击一体化任务规划关键阶段
4.4无人飞行器其他作战任务模式
4.4.1通信中继任务
4.4.2电子干扰任务
4.4.3诱饵欺骗任务
4.4.4空中预警任务
4.4.5火力评估任务

第5章无人飞行器任务分配模型与仿真
5.1多无人飞行器集中式任务分配
5.1.1矩阵全排列的基本思想
5.1.2基于矩阵全排列的任务分配模型
5.1.3基于矩阵全排列的协同任务分配仿真
5.2多无人飞行器分布式任务分配
5.2.1基于合同网的任务分配
5.2.2基于合同网的任务分配模型
5.2.3基于合同网的协同任务分配仿真

第6章无人飞行器航迹规划模型与仿真
6.1航迹规划概述
6.1.1航迹规划技术的发展
6.1.2航迹规划的求解过程
6.1.3航迹规划需要解决的关键问题
6.1.4无人飞行器的使用需求对算法的要求
6.2基于改进A*算法的航迹规划
6.2.1A*算法的改进
6.2.2双侧搜索模型
6.2.3应用双侧搜索模型的航迹规划仿真
6.3基于改进遗传算法的航迹规划
6.3.1遗传算法动态适应度函数的引入
6.3.2种群初始化模型
6.3.3基于改进遗传算法的航迹规划仿真

第7章无人飞行器任务规划评价方法
7.1评价的必要性
7.2基于毁伤效能最优的评价方法
7.2.1炸点的确定
7.2.2目标描述
7.2.3目标坐标杀伤规律
7.2.4随机数的产生
7.2.5样本容量的确定
7.3基于飞行性能最优的评价方法
7.3.1影响航迹规划评价的因素
7.3.2基于Simulink的飞行器六自由度弹道模型
7.4评价计算
7.4.1仿真初始条件
7.4.2仿真结果分析

第8章无人飞行器任务规划系统的工程研制
8.1概述
8.2任务规划系统的组成
8.3任务规划系统的物理形态
8.4.任务规划系统部署
8.5任务规划系统保障数据
8.6任务规划系统的试验验证
8.6.1任务规划系统验证内容
8.6.2验证方法
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