导语

  

内容提要

  

    无人飞行器任务规划是实现无人飞行器自动导航的一项关键技术，对任务规划结果及任务执行效能的合理评估和预测是“运筹帷幄，决胜千里”的先决条件。无人飞行器任务规划和评估涉及地理信息系统、运筹学、人工智能、计算机及自动控制等多个领域。本书总结了作者多年来的研究工作，系统地介绍了无人飞行器任务规划及评估的基本概念、理论和方法。主要内容包括任务规划问题的基础数学模型、任务分配、航迹规划、快速航迹规划方法、基于二型模糊集的航迹评估、任务执行效能评估和典型的无人飞行器任务规划系统等多个方面。
    本书适合人工智能及导航制导与控制相关专业的硕士、博士研究生使用，也适合任务规划领域的科研工作者和工程技术人员作为参考资料。

第1章  绪论
  1.1  无人飞行器任务规划研究的背景和意义
  1.2  国内外研究与发展现状
    1.2.1  多准则决策问题
    1.2.2  航迹规划
    1.2.3  航迹评估
    1.2.4  任务执行效能评估
    1.2.5  任务规划系统
第2章  无人飞行器任务规划基础数学模型
  2.1  任务规划问题
  2.2  飞行环境模型
    2.2.1  数字地图模型
    2.2.2  环境要素模型
  2.3  飞行器及其相关约束模型
    2.3.1  飞行航迹模型
    2.3.2  飞行器空间飞行简化模型
    2.3.3  飞行器特性约束模型
  2.4  规划空间模型
    2.4.1  网格模型
    2.4.2  四叉树模型
    2.4.3  矢量描述模型
    2.4.4  矢量描述模型和网格混合模型
第3章  无人飞行器任务分配
  3.1  无人飞行器任务预分配
    3.1.1  任务描述
    3.1.2  任务分配模型
    3.1.3  基于遗传算法的任务分配方法
    3.1.4  实验结果与分析
  3.2  无人飞行器在线任务分配
    3.2.1  多目标在线任务分配
    3.2.2  任务均衡优先算法
    3.2.3  无冲突优先算法
第4章  无人飞行器航迹规划
  4.1  无人飞行器单航迹规划
    4.1.1  航迹规划方法介绍
    4.1.2  A*算法及其在航迹规划中的应用分析
  4.2  无人飞行器多航迹规划
    4.2.1  蚁群算法及其在航迹规划中的应用分析
    4.2.2  基于蚁群算法的航迹规划
  4.3  无人飞行器多航迹协同规划
    4.3.1  多航迹协同蚁群规划研究现状
    4.3.2  协同约束模型
    4.3.3  多子群蚁群协同攻击规划方法
    4.3.4  多航迹协同规划实验结果及分析
第5章  无人飞行器快速航迹规划方法
  5.1  规划空间优化策略
  5.2  航迹网络规划方法
    5.2.1  网络图的构造方法概述
    5.2.2  网格划分及节点选取
    5.2.3  航迹片段的生成
    5.2.4  航迹网络图的组织结构与存储
    5.2.5  威胁区、禁飞区对网络图的影响
    5.2.6  最优航迹网络生成
    5.2.7  基于航迹网络的实时航迹规划
  5.3  分布式多工位航迹规划
    5.3.1  网络拓扑结构
    5.3.2  通信协议
    5.3.3  数据同步协议
    5.3.4  服务器/客户端交互流程
    5.3.5  分布式多工位协同规划实验
  5.4  引导A*算法的快速航迹规划方法
    5.4.1  航迹规划中的引导点
    5.4.2  动态引导A*算法
    5.4.3  代价函数
    5.4.4  启发函数
  5.5  基于通视性分析的快速航迹规划方法
    5.5.1  通视性概念与模型
    5.5.2  通视性方法中约束条件处理策略
    5.5.3  基于通视性分析的快速航迹规划
    5.5.4  基于通视性代价估计的启发式航迹规划方法
第6章  基于二型模糊集的航迹评估
  6.1  引言
  6.2  航迹评估架构以及飞行环境模型
    6.2.1  航迹评估架构
    6.2.2  飞行环境建模
航迹评估指标体系以及指标的数学模型
    6.3.1  航迹评估指标体系
    6.3.2  飞行器的目标捕获能力
基于二型模糊集的航迹评估
    6.4.1  二型模糊集
    6.4.2  航迹评估问题：扩展的Per-C方法
    6.4.3  自然语言的二型模糊集表示
    6.4.4  不确定性变换以及词计算引擎
    6.4.5  解码器
实验结果与分析
    6.5.1  航迹的生存能力分析以及任务执行推演
    6.5.2  二型模糊集在航迹评估中的应用
    6.5.3  任务规划中的航迹评估
第7章  无人飞行器任务执行效能评估
  7.1  引言
  7.2  飞行器任务执行效能评估模型
    7.2.1  任务执行效能评估指标体系
    7.2.2  基于云模型的任务执行效能综合评估
    7.2.3  云相似性度量
  7.3  目标毁伤评估模型
    7.3.1  目标毁伤评估方法总框架
    7.3.2  目标模型和战斗部模型
    7.3.3  目标关键部位功能毁伤模型
    7.3.4  基于云推理的目标毁伤综合评估模型
  7.4  仿真实验分析
    7.4.1  目标毁伤评估
    7.4.2  任务执行效能评估
第8章  典型的无人飞行器任务规划系统
  8.1  美军任务规划系统
    8.1.1  联合任务规划系统
    8.1.2  RMDR
    8.1.3  协同攻击系统
    8.1.4  多无人飞行器自主探索和路径规划系统
    8.1.5  RSTA一体化控制系统
    8.1.6  MAAF
    8.1.7  DYNAMICS
    8.1.8  ArduPilot系统
  8.2  其他国家任务规划系统
    8.2.1  欧洲地面机器人任务规划系统
    8.2.2  意大利无人机侦察系统
    8.2.3  法国及荷兰的任务规划系统
    8.2.4  MUM-T辅助决策系统
    8.2.5  C-NOOFS
参考文献