基于搜索意图交互的无人机集群协同搜索算法

针对无先验信息条件下无人机集群的协同搜索问题,提出一种以覆盖率为引导,以机间安全距离、通信距离、偏航角调整及搜索边界等为约束的无人机集群协同搜索算法。通过建立环境地图矩阵对任务区域进行描述,进一步定义环境地图更新算子实现搜索过程中环境地图的快速更新。设计了集群协同搜索任务的回报函数,采用粒子群算法进行求解,得到每架无人机在已知环境地图下的最优决策,即决策意图。每架无人机在获取其他成员决策意图的基础上重新进行决策,实现协同决策。针对不同规模集群提出了集中式和分布式2种协同决策方案。仿真结果表明,所提算法能够对存在未知威胁的不规则任务区域进行有效覆盖搜索,覆盖率远高于不进行协同决策的个体决策方法。      

基于模糊推理的无人战斗机视距空战机动决策

针对视距1vs.1空战场景下无人战斗机（Unmanned combat aerial vehicle, UCAV）的自主机动决策,提出了一种基于模糊推理的空战机动决策方法。首先,从空战场景出发,建立了角度、距离、速度及高度4种优势因子;其次,利用模糊规则对空战态势进行评估,将代表空战态势的优势因子输入模糊推理机,自适应地调整优势函数中各因子的权重;同时,利用决策机动、序列机动和惯性机动相结合的方法建立敌机位置预测模型,作为机动决策的辅助手段,最后利用试探机动进行机动决策。仿真结果表明模糊推理模型能够实现UCAV自主机动决策能力,模型的优势在于将模糊的空战态势转化为优势函数中确定的权重因子,在策略上指导UCAV做出更有针对性的机动决策。     

基于信息素决策的无人机集群协同搜索算法

针对无人机(UAV)集群在未知环境中无先验信息条件下的搜索问题，提出了一种以信息素为决策机制的无人机集群协同搜索算法。首先，考虑无人机通信约束，建立了有外部节点的星型网络通信和无外部节点的自组织网络通信2种形式的搜索模型。其次，通过环境地图向信息素地图映射的方法建立任务环境模型。将任务过程分为3个阶段，在搜索阶段，无人机通过不断地移动实现本机信息素地图的更新；在通信阶段，通过通信网络实现多机信息素地图的融合；在决策阶段，根据局部信息和全局信息做出决策，并将栅格信息素浓度作为决策函数来引导无人机的位置更新。基于信息素地图覆盖率来定量描述搜索效果。最后，仿真结果表明，所提算法能够对区域进行覆盖搜索，表现为搜索效率高、抗毁性强、受集群的初始位置影响小。