基于改进蚁群算法的多旋翼无人机航迹规划研究

航迹规划需要无人机快速到达目标点来减少航程,同时要躲避障碍物减小威胁.针对传统的蚁群算法在无人机航迹规划中易出现极值、收敛速度慢等缺陷,文章提出了一种改进的蚁群算法.对环境地图进行坐标转换来避免蚂蚁在最后节点可能横跨多个单元;利用起始点与目标点位置来初始化信息素分布,信息素挥发因子采用时间和空间的自适应更新策略,增强了...     

基于改进量子头脑风暴算法的UAV三维航迹规划

针对复杂环境中的无人飞行器航迹规划问题，提出了一种基于改进量子头脑风暴优化(QBSO)算法的UAV三维航迹规划方法．在进化前期，两个种群独立进化，从而提升算法的全局搜索能力．在进化后期，对每个种群中的个体进行排序，每个种群中较优的(排名前50%)个体形成一个新种群，该新种群按照QBSO的进化机制继续进行进化，从而加快算法收敛速度．此外，为进一步提升算法的全局搜索能力，提出了一种改进的待变异个体产生方式．实验结果表明：与基本BSO、QBSO、改进BSO及全局最优BSO算法相比，改进QBSO算法在解决航迹规划问题上具有更高的全局搜索能力、收敛精度和更强的稳定性．     

基于数据质量评估的自适应序贯航迹关联算法

针对传感器精度下降时的航迹关联问题, 提出了一种基于数据质量评估的自适应序贯航迹关联算法。将实时数据质量评估结果引入关联门限的调整, 结合熵值法和效用函数法对传感器性能和局部滤波质量两项指标分别进行评估, 构建了两项指标与算法显著性水平之间的模糊关系, 实现关联门限的自适应调整。仿真表明, 在局部传感器精度下降的场景下, 改进算法的关联性能优于对比算法, 且良好的关联效果有益于融合精度的提升, 在目标机动的情况下也具有良好的适应性。     

针对分布式雷达网的多帧联合航迹起始方法

分布式雷达网相对于单站雷达系统而言, 可以通过信息融合、协同探测等技术获得目标探测性能的提升。然而实际应用中, 目标相对于各个雷达站距离和视角通常不同, 往往存在某些雷达站由于信噪比较低无法捕获成功。针对上述问题, 充分依托分布式雷达网信息共享的优势, 提出一种多帧联合航迹起始方法。首先将已经成功建立目标航迹的雷达站获取的跟踪信息, 传递至尚未发现目标的雷达站, 并基于该跟踪信息建立预测波门, 设计预测波门内的多帧联合检测方法, 最终根据检测结果完成目标航迹起始。仿真试验表明, 所提方法可以实现航迹起始性能的提升。     

飞行器航迹角系统有限时间跟踪自适应迭代学习控制

针对不确定飞行器航迹角系统航迹倾角的跟踪控制问题，给出了有限时间跟踪控制的自适应迭代学习控制(AILC)方法。通过控制输入量舵面偏角来控制飞行器航迹倾角，使得飞行器航迹倾角的跟踪误差在有限时间内收敛于零，其中引入了典型的收敛级数来处理模型中的不确定部分，并利用李雅普诺夫(Lyapunov)稳定性定理给出了严格的稳定性分析。最后通过数值仿真验证了该方法的有效性。     

基于k近邻平均距离的异步航迹关联算法

针对异步不等速率下局部节点航迹关联复杂问题, 提出了基于k近邻平均距离的异步航迹直接关联算法。首先, 给出不等长航迹序列间的k近邻平均距离计算规则, 进而计算得到不等长航迹序列间的灰色关联度, 再利用经典分配法进行航迹关联判定。算法无需时间同步, 避免估值误差传播积累。仿真数据表明, 算法正确关联率高、耗时较短、局部节点采样周期和开机时机不一致等异步因素对算法影响不明显, 并且算法不受噪声分布形式和目标数目变化的影响。     

基于人工势场法的无人机局部航迹重规划

无人机飞行中受复杂环境的影响，在预设航线飞行时容易遇到突发障碍物，这要求无人机及时避障并重新设计轨迹.为实现无人机在飞行过程中主动避障并平滑地返回预设航迹，提出了一种改进人工势场法的局部航迹重规划方法.在引力场函数中加入线势场，使无人机避障后在线势场力的作用下重回原预设航线.通过在斥力场函数中加入无人机与目标点的决策因子，解决无人机在临界点震荡，无法到达预设目标位置的问题.通过引入动态力，解决无人机原地停滞，局部极小值问题.研究在二维环境下进行了Matlab仿真验证，试验结果表明，改进的人工势场法能够实现主动避障和无人机局部航迹的重规划.     

基于大地坐标系的IMM航空器短期航迹外推

针对航路飞行阶段的航空器, 通过对比空间直角坐标系和大地坐标系的优劣, 采用大地坐标系表示航空器的位置; 基于大地坐标系, 将航空器的运动解耦成3个方向上的独立运动, 分别建立每个方向上的子模型; 使用交互式多模型(interacting multiple model, IMM)算法对航空器的航迹进行跟踪。仿真结果表明, 基于大地坐标系的IMM算法对于航空器有很好的轨迹追踪性能; 根据航空器末时状态及各个子模型的概率分布进行航空器的航迹短期外推, 基于大地坐标系的IMM算法的航迹外推性能优于基于空间直角坐标系的IMM算法的航迹外推性能。     

基于迭代离散度序贯检测的航迹抗差关联算法

针对批处理关联方式对航迹整体信息利用不足以及现有抗差算法无法实现大系统误差下的关联等问题, 提出一种基于迭代离散度序贯检测的航迹抗差关联算法。该算法首先引入迭代离散度作为关联统计量, 并根据基于误差重构的随机量测量推导得到不同时刻离散度的概率分布; 然后根据检测终点的不同设计了两种关联判定准则, 在不同判定准则下进行离散度的序贯检测实现航迹的抗差关联。实验结果表明, 算法在密集目标、大系统误差等复杂场景下均有较高的正确关联率, 并且较常规算法关联速度提升明显。     

利用k近邻区间距离的异步抗差航迹关联算法

针对异步和系统误差并存情况下的航迹关联问题, 提出利用航迹序列k近邻区间距离的异步抗差航迹关联算法。定义区间序列与区间点的k近邻区间距离度量, 提出系统误差区间化方法, 通过不等长航迹区间序列间的灰色关联度, 利用经典分配法进行航迹关联判定。与传统算法相比, 对系统误差先验信息的要求低。仿真结果表明, 算法能以较高正确率实现稳定关联, 具有良好的抗差性。算法亦可处理异步不等速率航迹关联问题, 无需时域配准, 具有明显的优势。