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第1章 无人飞行器与任务规划系统概述1

1.1无人飞行器简介1

1.1.1典型无人飞行器简介1

1.1.2无人飞行器未来发展趋势5

1.2无人飞行器任务规划概述6

1.3任务规划问题的影响因素9

1.4任务规划系统发展及典型应用10

1.4.1任务规划系统的发展过程10

1.4.2各国任务规划系统的典型应用11

1.5现阶段存在的问题与挑战13

1.5.1无人飞行器任务规划空域的约束——感知与规避问题13

1.5.2无人飞行器实时任务规划问题16

1.5.3无人飞行器自主任务规划问题19

1.5.4无人飞行器任务规划自主化面临的伦理问题20

第2章 无人飞行器任务规划方法23

2.1无人飞行器任务规划方法简介23

2.1.1智能优化算法的兴起23

2.1.2智能优化算法的发展25

2.2多目标优化问题的求解方法26

2.2.1多智能体系统控制架构26

2.2.2集中式任务分配方法28

2.2.3分布式任务分配方法29

2.3传统优化算法33

2.3.1动态规划算法33

2.3.2 Dijkstra算法35

2.4智能优化算法37

2.4.1蚁群算法37

2.4.2遗传算法40

2.4.3粒子群优化算法46

2.4.4模拟退火算法50

2.4.5 A＊算法53

2.4.6 D＊算法57

2.4.7合同网协议方法59

2.4.8黑板模型算法61

第3章 数字地图技术65

3.1地理信息系统65

3.1.1地理信息系统的发展史65

3.1.2地理信息系统的组成及功能66

3.1.3地理信息系统数据的查询方式69

3.1.4地理信息系统的应用与数字地图69

3.2数字地图概述71

3.3数字高程模型74

3.4数字地图技术在航迹规划中的应用76

3.4.1数字地图网格划分77

3.4.2数字地图的绘制与优化78

3.4.3数字地图中经纬度信息的使用82

第4章 无人飞行器任务模式87

4.1无人飞行器侦察任务87

4.1.1无人飞行器侦察任务工作原理87

4.1.2无人飞行器侦察任务的关键问题90

4.1.3无人飞行器侦察任务规划方案91

4.2无人飞行器攻击任务94

4.2.1攻击过程与特点94

4.2.2无人飞行器攻击任务的关键问题95

4.3侦察攻击一体化任务96

4.3.1侦察攻击一体化任务过程96

4.3.2侦察/攻击一体化任务规划关键阶段97

4.4无人飞行器其他作战任务模式98

4.4.1通信中继任务98

4.4.2电子干扰任务98

4.4.3诱饵欺骗任务99

4.4.4空中预警任务99

4.4.5火力评估任务100

第5章 无人飞行器任务分配模型与仿真101

5.1多无人飞行器集中式任务分配101

5.1.1矩阵全排列的基本思想101

5.1.2基于矩阵全排列的任务分配模型103

5.1.3基于矩阵全排列的协同任务分配仿真105

5.2多无人飞行器分布式任务分配110

5.2.1基于合同网的任务分配111

5.2.2基于合同网的任务分配模型112

5.2.3基于合同网的协同任务分配仿真113

第6章 无人飞行器航迹规划模型与仿真126

6.1航迹规划概述126

6.1.1航迹规划技术的发展126

6.1.2航迹规划的求解过程127

6.1.3航迹规划需要解决的关键问题128

6.1.4无人飞行器的使用需求对算法的要求130

6.2基于改进A＊算法的航迹规划131

6.2.1 A＊算法的改进132

6.2.2双侧搜索模型135

6.2.3应用双侧搜索模型的航迹规划仿真143

6.3基于改进遗传算法的航迹规划148

6.3.1遗传算法动态适应度函数的引入148

6.3.2种群初始化模型152

6.3.3基于改进遗传算法的航迹规划仿真155

第7章 无人飞行器任务规划评价方法168

7.1评价的必要性168

7.2基于毁伤效能最优的评价方法168

7.2.1炸点的确定170

7.2.2目标描述171

7.2.3目标坐标杀伤规律171

7.2.4随机数的产生173

7.2.5样本容量的确定173

7.3基于飞行性能最优的评价方法174

7.3.1影响航迹规划评价的因素174

7.3.2基于Simulink的飞行器六自由度弹道模型174

7.4评价计算175

7.4.1仿真初始条件175

7.4.2仿真结果分析176

第8章 无人飞行器任务规划系统的工程研制179

8.1概述179

8.2任务规划系统的组成179

8.3任务规划系统的物理形态183

8.4任务规划系统部署184

8.5任务规划系统保障数据185

8.6任务规划系统的试验验证188

8.6.1任务规划系统验证内容189

8.6.2验证方法190

参考文献192