無人機在現(xiàn)代化的生活中扮演著越來越重要的角色,逐步完成從軍用到民用,從功能單一到功能多樣化,從單無人機到多無人機協(xié)同工作的轉(zhuǎn)變。多無人機協(xié)同目標搜索是無人機研究領(lǐng)域的重要研究內(nèi)容,既屬于無人機航跡規(guī)劃領(lǐng)域的研究范疇,又屬于多智能機器人協(xié)同工作的研究領(lǐng)域。作為“飛行機器人”,多無人機協(xié)同工作在人工智能領(lǐng)域占據(jù)著不可或缺的位置,在軍事戰(zhàn)爭中協(xié)同攻擊、森林火災中區(qū)域監(jiān)視、抗震救災中物品投放、農(nóng)業(yè)管理中噴灑藥物、快遞物流中物件運送等領(lǐng)域均有應用。在多無人機協(xié)同目標搜索中,各個無人機如何更好的協(xié)同工作,提高搜索效率,降低搜索代價,顯得尤為重要。本文首先介紹了多無人機協(xié)同目標搜索的研究背景、意義及其它相關(guān)方面的研究,包括蟻群算法的原理、應用等。通過使用蟻群算法解決了單個無人機目標搜索問題,進而提出采用多群體蟻群算法解決多無人機目標搜索問題,增加動態(tài)目標收益與協(xié)同等功能,設計出整個算法流程。本文中的多群體蟻群算法,同一個蟻群群體中螞蟻之間信息素具有引導啟發(fā)的作用,不同蟻群群體之間信息素具有排斥的作用,兼具有正負反饋機制,更加適用于多目標組合優(yōu)化問題。采用輪盤賭選擇法,既盡可能的選擇含有目標的概率大的方...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及其意義
    1.2 國內(nèi)外的應用研究現(xiàn)狀
    1.3 國內(nèi)外相關(guān)文獻研究
    1.4 論文的研究內(nèi)容和框架
    參考文獻
第二章 無人機目標搜索與蟻群算法
    2.1 引言
    2.2 目標搜索問題的提出
        2.2.1 基本的目標搜索問題
        2.2.2 多無人機協(xié)同目標搜索問題
    2.3 無人機目標搜索設計理念
        2.3.1 單無人機目標搜索設計理念
        2.3.2 多無人機目標搜索設計理念
    2.4 蟻群算法
        2.4.1 蟻群算法的基本原理
        2.4.2 蟻群算法的一些特征
        2.4.3 蟻群算法的數(shù)學模型
        2.4.4 蟻群算法的基本步驟
        2.4.5 多態(tài)群蟻群算法
        2.4.6 蟻群算法的相關(guān)研究及應用
    2.5 本章小結(jié)
    參考文獻
第三章 基于多群體蟻群算法的多無人機協(xié)同目標搜索方法優(yōu)化設計
    3.1 引言
    3.2 輪盤賭選擇法
        3.2.1 輪盤賭選擇法的原理及意義
        3.2.2 輪盤賭選擇法的基本步驟
    3.3 基于多群體蟻群算法的多無人機協(xié)同搜索優(yōu)化方法概述
        3.3.1 多蟻群算法求解問題的背景及意義
        3.3.2 多群體蟻群算法求解多無人機目標搜索問題的思路
    3.4 多群體蟻群算法的協(xié)同目標搜索方法
        3.4.1 搜索環(huán)境建模
        3.4.2 狀態(tài)轉(zhuǎn)移函數(shù)
        3.4.3 輪盤賭選擇法的作用和設計方法
        3.4.4 信息素設計及更新規(guī)則
        3.4.5 目標動態(tài)收益的設計
        3.4.6 多無人機協(xié)同目標搜索時的時間協(xié)同與空間協(xié)同
        3.4.7 兩種不同的多群體蟻群協(xié)同搜索策略
        3.4.8 改進的多群體蟻群算法目標搜索整體實現(xiàn)步驟及流程
    3.5 禁飛區(qū)策略
    3.6 本章小結(jié)
    參考文獻
第四章 實驗仿真與性能對比分析
    4.1 引言
    4.2 基于蟻群算法的單個無人機目標搜索仿真實驗
    4.3 無協(xié)同功能的多無人機目標搜索仿真實驗
    4.4 改進的多群體蟻群算法的多無人機協(xié)同目標搜索仿真實驗
    4.5 在禁飛區(qū)環(huán)境下的仿真實驗
    4.6 對比實驗與分析
    4.7 本章小結(jié)
    參考文獻
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
致謝



本文編號：4044327