系统工程理论与实践
繫統工程理論與實踐
계통공정이론여실천
Systems Engineering—Theory & Practice
2014年
2期
451~457
,共null页
非确定环境 多无人机 动态协同 分层理论
非確定環境 多無人機 動態協同 分層理論
비학정배경 다무인궤 동태협동 분층이론
uncertain environment; multiple unmanned air vehicles; dynamic cooperation; hierarchicaltheory
针对非确定环境下多无人机自主协同控制这一多约束、强耦合非线性优化问题，采用分层理论将其分解成三个相对独立子层，即协同感知层、环境态势理解层和协同全局重规划层．协同感知层借助“层协作感知”算子来进行多模信息融合，解决非确定环境下目标（包括静态确定目标和动态非确定目标）的感知与识别；环境态势理解层则是解决动态非确定环境更新，以及基于窗口势场法的障碍物（威胁目标）规避问题；而协同全局重规划层则是利用“层场景弓I擎”来实现多机非确定环境下的自主协同、路径快速寻优及状态决策．模拟结果显示构建的多机自主协同模型能较好地解决非确定环境下的路径寻优和状态决策问题．
針對非確定環境下多無人機自主協同控製這一多約束、彊耦閤非線性優化問題，採用分層理論將其分解成三箇相對獨立子層，即協同感知層、環境態勢理解層和協同全跼重規劃層．協同感知層藉助“層協作感知”算子來進行多模信息融閤，解決非確定環境下目標（包括靜態確定目標和動態非確定目標）的感知與識彆；環境態勢理解層則是解決動態非確定環境更新，以及基于窗口勢場法的障礙物（威脅目標）規避問題；而協同全跼重規劃層則是利用“層場景弓I擎”來實現多機非確定環境下的自主協同、路徑快速尋優及狀態決策．模擬結果顯示構建的多機自主協同模型能較好地解決非確定環境下的路徑尋優和狀態決策問題．
침대비학정배경하다무인궤자주협동공제저일다약속、강우합비선성우화문제，채용분층이론장기분해성삼개상대독립자층，즉협동감지층、배경태세리해층화협동전국중규화층．협동감지층차조“층협작감지”산자래진행다모신식융합，해결비학정배경하목표（포괄정태학정목표화동태비학정목표）적감지여식별；배경태세리해층칙시해결동태비학정배경경신，이급기우창구세장법적장애물（위협목표）규피문제；이협동전국중규화층칙시이용“층장경궁I경”래실현다궤비학정배경하적자주협동、로경쾌속심우급상태결책．모의결과현시구건적다궤자주협동모형능교호지해결비학정배경하적로경심우화상태결책문제．
In the paper, a hierarchical theory based cooperation module with 3 layers, named cooperative sensing-, situation comprehending-, and global replanning-layer, is introduced to address the problem of multiple unmanned air vehicles （MUAVs） dynamic cooperation under uncertain environn, ent. Specifically, a layer cooperative operator （LCO） is proposed for the purpose of target sensing and recognition, and window optimized potential field （WOPF） strategy is adopted for obstacle avoidance and environment adaption consideration, while layer sense engine operator （LSEO） is suggested to enhance the module＇s ability of global replanning and MUAVs trajectory optimization. Simulation results indicate the promis- ing potential of our proposed module in the area of MUAVs autonomous cooperation under uncertain environment.
