基于化学反应优化的多无人机地面移动目标协同观测航迹规划

作     者：王道波 王寅 蒋婉玥 蒲黄中 WANG DaoBo;WANG Yin;JIANG WanYue;PU HuangZhong

作者机构：南京航空航天大学自动化学院南京210016 南京航空航天大学航天学院南京210016 南京航空航天大学无人机研究院南京210016 

出 版 物：《中国科学：技术科学》 (Scientia Sinica(Technologica))

年 卷 期：2015年第45卷第6期

页      面：583-594页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：中央高校基本科研业务费专项资金(编号:NS21014090)资助项目 

主　　题：无人机 多机协同 持续跟踪 进化算法 

摘      要：随着无人机技术的飞跃式发展,利用无人机跟踪地面目标在军事和民用领域得到了广泛的应用.鉴于目标所在环境以及运动状态的不确定性,单一无人机已不能胜任日益复杂的应用环境,利用多无人机协同跟踪目标成为改善目标跟踪任务鲁棒性的一种有效手段.本文针对多无人机协同跟踪观测航路难以求解的特点,提出了一种基于进化算法的近似求解方法,以解决多无人机对被跟踪目标观测航路的时空优化问题.本文通过分析与机身以固定安装角连接的传感器在地面有效观测区域模型,提出了包括目标观测时间和航路安全在内的控制方案,并采用了一种基于化学反应优化(chemical reaction optimization,CRO)理论框架的启发式求解策略,规划无人机的最优协同观测航路.仿真的结果表明,本文所提出的方法能够实现多无人机协同跟踪地面移动目标的要求,在满足无人机性能约束和飞行安全的情况下,具有更长的对目标监测时间.