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面向目标不确定的多无人机鲁棒协同搜索被引量：1: 2013年; 多架无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)协同搜索是多无人机协同的一个重要研究方向。多架UAV同时对一个未知区域进行搜索,目的就是大量获取搜索区域的信息,确定目标存在的具体位置。提出了一种基于贝叶斯理论的多UAV鲁棒协同搜索方法,首先建立搜索环境的数学模型,然后考虑到UAV传感器测量的不确定性以及环境自身的不确定性,引入鲁棒性能参数以提高系统的抗干扰性以及稳定性,最后对目标函数进行优化求解,从而引导UAV在区域中进行搜索。通过仿真结果验证了所提方法的有效性。; 祁晓明魏瑞轩沈东王树磊; 关键词：无人机贝叶斯理论信息熵

面向协同standoff跟踪问题的无人机制导律被引量：10: 2014年; 针对多无人机(UAV)协同standoff跟踪问题,提出了UAV的横侧向和纵向制导律。对参考点制导(RPG)进行改进,作为UAV的横侧向制导律。然后,采用一组非线性微分方程对UAV和目标相对距离的调节过程进行建模,在此基础上证明了改进RPG的渐近稳定性,并推导了RPG参数与系统性能的关系,为RPG参数的选取提供了依据。最后,给出了UAV的纵向制导律,并分析了其渐近稳定性。仿真结果表明,改进RPG的跟踪误差和时间乘以误差绝对值积分(ITAE)指标均优于Lyapunov向量场制导(LVFG)和模型预测控制(MPC),故改进RPG具有更快的响应速度和更高的稳态精度。; 王树磊魏瑞轩郭庆蔚文杰; 关键词：无人机非线性渐近稳定性制导

基于Laguerre图的自优化A-Star无人机航路规划算法被引量：24: 2015年; 为了降低无人机航路规划的运算量,减少规划时间,确保算法对于任意形状威胁区域和地形的适应性以及所规划航路的准确性,提出了一种新颖的LA-Star算法用于无人机航路规划。首先把威胁区域和禁飞区域简化为圆形,利用Laguerre图算法进行航路预规划,在此基础上简化二次规划空间的范围,之后恢复威胁区域和禁飞区域的真实形状,在简化后的规划空间内使用改进A-Star算法实施二次航路规划,最后对生成的航路进行自优化处理。仿真结果证明了LA-Star算法满足航路规划的实时性和准确性要求。; 魏瑞轩许卓凡王树磊吕明海; 关键词：无人机航路规划 A-STAR算法

面向航路规划的Laguerre图构造算法被引量：14: 2013年; Voronoi图是一种用于无人机航路规划的图形算法,其得到的初始航路为相邻威胁中心连线的垂直平分线,因而会穿越覆盖范围较广的威胁源。引入计算几何学中的Laguerre图用于航路规划,证明了当两个威胁区域不相交时,Laguerre图生成的初始航路必然从它们之间的空隙内穿过。针对Laguerre图生成算法不易实现的问题,提出一种基于Delaunay图的Laguerre图构造算法,其时间复杂度为线性对数阶。仿真结果证明了Laguerre图在解决航路规划问题上的有效性,所提构造算法的运行时间能够满足在线规划的要求。; 王树磊魏瑞轩沈东祁晓明罗鹏; 关键词：航路规划 VORONOI图无人机

无人机跟踪地面目标制导控制方法被引量：7: 2013年; 提出了基于自动驾驶仪的无人机跟踪地面目标的制导、控制架构,将"无人机+自动驾驶仪"的组合看作是以滚转角、飞行高度和速度为控制输入的动态系统。在横侧向,相比下一时刻,根据无人机的航迹方位角误差以及无人机与目标点在水平面内相对距离与期望盘旋半径的误差,给出滚转角指令的制导规律,并对制导指令的生成周期进行了研究;对于纵向,为降低目标状态估计对于姿态误差的敏感度,结合传感器分辨率的要求,给出了解算飞行高度指令的方法。无人机六自由度模型的仿真对比表明,所提跟踪制导律相比李亚普诺夫向量场法(LVFG)和切向量场法(TVFG)具有更优的稳定性和准确性。; 关旭宁魏瑞轩吴楠王树磊祁晓明; 关键词：无人机目标跟踪

面向未知环境的无人机障碍规避制导律设计被引量：10: 2015年; 针对未知障碍规避问题给出了一种障碍规避制导律。将参考点航路跟踪制导法(reference point guidance,RPG)进行改进作为障碍规避制导律,对无人机与障碍的相对运动关系进行分析,确定了规避制导的时机和参考点选取的原则,用非线性微分方程对障碍规避过程进行建模,在此基础上分析了制导参数对系统性能的影响,确定了参数选取原则。仿真结果表明,改进后的RPG能够引导无人机安全规避突发或未知的几何形状不规则的障碍,能够避免不同任务阶段制导律切换过程中存在的安全隐患。; 魏瑞轩周凯王树磊祁晓明罗鹏; 关键词：制导律无人机

多无人机时序到达协同控制方法被引量：2: 2014年; 时序到达控制是无人机协同控制方向新近产生的典型问题,对异构无人机协同执行搜索、跟踪、打击、评估等任务具有重要潜在价值。引入计算几何学中的Laguerre图用于航路规划,当两个威胁区域不相交时,Laguerre图生成的初始航路必然从它们之间的空隙内穿过。针对时序控制精度不高的问题,采用周期性的速度修正方法,有效提高了到达时间精度。仿真结果表明,所提出的时序到达控制方法能够有效实现多无人机时序到达,并且具有较高的鲁棒性和控制精度。; 关旭宁魏瑞轩郭庆王树磊李政阳; 关键词：无人机

面向机动目标跟踪的无人机横侧向制导规律被引量：3: 2014年; 现有的standoff跟踪制导方法在进行机动目标跟踪时不能同时满足响应速度和稳态精度的要求.对用于航路跟踪的参考点制导法(RPG,Reference Point Guidance)进行改进,推导了无人机(UAV,Unmanned Aerial Vehicle)在跟踪机动目标时的横侧向制导规律.采用二阶非线性微分方程对UAV和目标相对距离的调节过程进行建模,在此基础上分析了改进后RPG的渐近稳定性.仿真结果表明,相比Lyapunov向量场(LVFG,Lyapunov Vector Field Guidance)和模型预测控制(MPC,Model-based Predictive Control)的制导方法,改进RPG的跟踪误差和时间乘以误差绝对值积分(ITAE,Integrated Time Absolute Error)指标均优于LVFG和MPC.因此,所提制导规律能够对机动目标的运动进行有效补偿,并具有更快的响应速度、更高的稳态精度和较好的实时性.; 王树磊魏瑞轩郭庆蔚文杰; 关键词：无人机制导

容积法则辅助的交互式多模型滤波算法: 2014年; 交互式多模型滤波(IMM)的交互环节使得系统状态量不再服从单纯的高斯分布,用现有方法对其概率分布的估计存在较大的误差.对此,考虑到模型的混合概率是时变的,IMM的交互过程可以用非线性方程来描述,因而采用容积卡尔曼滤波(CKF)中的容积法则对高斯随机变量经非线性函数传播后的概率分布进行估计,并从理论上证明了容积法则的近似精度.仿真实验表明,由于提高了对交互后随机变量概率分布的估计精度,所提出的方法能够有效改善IMM在量测噪声较大时的滤波效果.; 王树磊魏瑞轩关旭宁

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王树磊