基于多无人机多任务的决策算法研究
发布时间：2022-12-05 20:46
每当有自然灾害发生,就会伴随着紧急救援。由于灾害发生地区的地质结构比较复杂,灾难发生后还会有持续性的险情。但是救援人员往往很难第一时间抵达现场。这时无人机以其独有的特性,在灾难救援初期发挥关键作用。例如,无人机可以自动进行灾情信息的收集和应急物资的分配。而如何快速的实现受灾地区的信息采集和在灾区信息不确定情况下完成应急物资的分配,对后续的救援起着关键的作用。本文主要是针对无人机在灾后紧急救援的复杂情况,解决多个无人机同时侦查所有可能受灾的区域,和及时地进行紧急投递物资的问题。另外,无人机在执行任务时,多无人机三维航迹规划和动态躲避威胁源也是必须要考虑的问题。目前常用的多无人机多目标侦查问题的模型,主要是通过优化无人机航迹进而得到最短路径来解决该问题。在应急物资分配问题上,通常考虑的是确切需求下的资源分配。本文主要是根据灾难环境下侦查任务的时间紧迫性和多无人机任务的均衡性进行建模,采用遗传算法来解决无人机侦查和物资分配的最优化问题。针对无人机对受灾点进行侦察的任务,本文设计了一种多旅行商问题和每个旅行商任务均衡的集中式侦查策略。但是当侦查的受灾点过多时,算法复杂度就会变高。为了简化这个问...
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.1.1 课题背景
1.1.2 研究目的和意义
1.2 国内外研究现状及分析
1.2.1 决策问题研究现状
1.2.2 无人机任务分配与航迹规划研究现状
1.3 本文的主要研究内容
1.4 论文组织结构
第2章 已知目标点位置的多无人机侦查任务决策
2.1 引言
2.2 多无人机侦查决策问题描述与建模
2.3 多无人机侦查决策算法设计
2.3.1 K-means聚类算法
2.3.2 遗传算法概述
2.4 实验仿真与结果分析
2.4.1 基于K-means聚类的仿真结果分析
2.4.2 多无人机的侦查决策算法实验仿真与分析
2.5 本章小结
第3章 不确定信息下多无人机应急物资投递决策
3.1 引言
3.2 问题描述与建模
3.2.1 模型假设
3.2.2 随机需求受灾点物资投递决策问题建模
3.2.3 随机需求受灾点应急物资投递决策模型的约束条件
3.3 基于遗传算法的随机需求物资投递算法
3.3.1 无人机与受灾点的分配方法
3.3.2 遗传算法及参数设计
3.4 实验仿真与分析
3.4.1 单基地仿真实验分析
3.4.2 多基地仿真实验1分析
3.4.3 多基地仿真实验2分析
3.5 本章小结
第4章 多无人机三维航迹规划与动态避障
4.1 引言
4.2 多无人机三维航迹规划数学建模
4.2.1 多无人机三维航迹规划问题描述
4.2.2 问题建模
4.3 多无人机三维航迹规划与动态避障算法设计
4.3.1 模拟退火粒子群算法
4.3.2 人工势场法
4.3.3 改进的人工势场法
4.4 仿真结果分析
4.4.1 同起点多无人机航迹规划实验仿真
4.4.2 不同起点多无人机航迹规划实验仿真
4.4.3 不同起点多无人机航迹规划实验仿真
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]改进人工势场法的移动机器人路径规划研究[J]. 梁献霞,刘朝英,宋雪玲,张英坤. 计算机仿真. 2018(04)
[2]随机需求车辆路径问题及混合变邻域分散搜索算法求解[J]. 李阳,范厚明,张晓楠,杨翔. 控制理论与应用. 2017(12)
[3]基于改进人工势场法的动态环境下无人机路径规划[J]. 田亚卓,张勇军. 武汉科技大学学报. 2017(06)
[4]混合算法求解多目标平衡旅行商问题[J]. 董学士,董文永,王豫峰. 计算机研究与发展. 2017(08)
[5]基于SAPSO算法的无人机三维航迹规划[J]. 唐汇禹,彭世蕤,孙经蛟,刘香岚. 战术导弹技术. 2017(02)
[6]Robust decision making for UAV air-to-ground attack under severe uncertainty[J]. 胡笑旋,陈意,罗贺. Journal of Central South University. 2015(11)
[7]无人机任务分配与航迹规划协同控制方法[J]. 孙小雷,齐乃明,董程,姚蔚然. 系统工程与电子技术. 2015(12)
[8]Markov decision evolutionary game theoretic learning for cooperative sensing of unmanned aerial vehicles[J]. SUN ChangHao,DUAN HaiBin. Science China（Technological Sciences）. 2015(08)
[9]基于卡尔曼滤波的无人机姿态测量研究[J]. 袁亮,楚仕彬. 组合机床与自动化加工技术. 2015(07)
[10]不确定信息下基于拍卖算法的多无人机同时到达攻击多目标[J]. 赵明明,李彬,王敏立. 电光与控制. 2015(02)
硕士论文
[1]航迹规划遗传模拟退火算法研究[D]. 范林玉.重庆大学 2010
本文编号：3710322
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.1.1 课题背景
1.1.2 研究目的和意义
1.2 国内外研究现状及分析
1.2.1 决策问题研究现状
1.2.2 无人机任务分配与航迹规划研究现状
1.3 本文的主要研究内容
1.4 论文组织结构
第2章 已知目标点位置的多无人机侦查任务决策
2.1 引言
2.2 多无人机侦查决策问题描述与建模
2.3 多无人机侦查决策算法设计
2.3.1 K-means聚类算法
2.3.2 遗传算法概述
2.4 实验仿真与结果分析
2.4.1 基于K-means聚类的仿真结果分析
2.4.2 多无人机的侦查决策算法实验仿真与分析
2.5 本章小结
第3章 不确定信息下多无人机应急物资投递决策
3.1 引言
3.2 问题描述与建模
3.2.1 模型假设
3.2.2 随机需求受灾点物资投递决策问题建模
3.2.3 随机需求受灾点应急物资投递决策模型的约束条件
3.3 基于遗传算法的随机需求物资投递算法
3.3.1 无人机与受灾点的分配方法
3.3.2 遗传算法及参数设计
3.4 实验仿真与分析
3.4.1 单基地仿真实验分析
3.4.2 多基地仿真实验1分析
3.4.3 多基地仿真实验2分析
3.5 本章小结
第4章 多无人机三维航迹规划与动态避障
4.1 引言
4.2 多无人机三维航迹规划数学建模
4.2.1 多无人机三维航迹规划问题描述
4.2.2 问题建模
4.3 多无人机三维航迹规划与动态避障算法设计
4.3.1 模拟退火粒子群算法
4.3.2 人工势场法
4.3.3 改进的人工势场法
4.4 仿真结果分析
4.4.1 同起点多无人机航迹规划实验仿真
4.4.2 不同起点多无人机航迹规划实验仿真
4.4.3 不同起点多无人机航迹规划实验仿真
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]改进人工势场法的移动机器人路径规划研究[J]. 梁献霞,刘朝英,宋雪玲,张英坤. 计算机仿真. 2018(04)
[2]随机需求车辆路径问题及混合变邻域分散搜索算法求解[J]. 李阳,范厚明,张晓楠,杨翔. 控制理论与应用. 2017(12)
[3]基于改进人工势场法的动态环境下无人机路径规划[J]. 田亚卓,张勇军. 武汉科技大学学报. 2017(06)
[4]混合算法求解多目标平衡旅行商问题[J]. 董学士,董文永,王豫峰. 计算机研究与发展. 2017(08)
[5]基于SAPSO算法的无人机三维航迹规划[J]. 唐汇禹,彭世蕤,孙经蛟,刘香岚. 战术导弹技术. 2017(02)
[6]Robust decision making for UAV air-to-ground attack under severe uncertainty[J]. 胡笑旋,陈意,罗贺. Journal of Central South University. 2015(11)
[7]无人机任务分配与航迹规划协同控制方法[J]. 孙小雷,齐乃明,董程,姚蔚然. 系统工程与电子技术. 2015(12)
[8]Markov decision evolutionary game theoretic learning for cooperative sensing of unmanned aerial vehicles[J]. SUN ChangHao,DUAN HaiBin. Science China（Technological Sciences）. 2015(08)
[9]基于卡尔曼滤波的无人机姿态测量研究[J]. 袁亮,楚仕彬. 组合机床与自动化加工技术. 2015(07)
[10]不确定信息下基于拍卖算法的多无人机同时到达攻击多目标[J]. 赵明明,李彬,王敏立. 电光与控制. 2015(02)
硕士论文
[1]航迹规划遗传模拟退火算法研究[D]. 范林玉.重庆大学 2010
本文编号：3710322
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/lindaojc/3710322.html