基于群体智能的无人机集群自主控制

图书标准信息

• 作者 段海滨、邱华鑫 著
• 出版社 科学出版社
• 出版时间 2019-01
• 版次 1
• ISBN 9787030599384
• 定价 168.00元
• 装帧 精装
• 开本 32开
• 页数 384页
• 字数 470千字

【内容简介】

《基于群体智能的无人机集群自主控制》系统深入地论述了基于群体智能的无人机集群自主控制的原理、模型、理论、仿真及验证。《基于群体智能的无人机集群自主控制》共11章，首先概述了群体智能和无人机集群自主控制的新进展，在分析自然界中的生物群体特性基础上，建立了鸽群、雁群、狼群等典型生物群体智能模型，研究了从群体智能到无人机集群控制的映射机理，设计了基于群体智能的无人机集群自主控制框架。针对自主编队、任务分配、目标跟踪、资源分配等关键技术难题，提出了基于群体智能的无人机集群自主控制方法，并通过无人机集群飞行平台验证了相关技术。《基于群体智能的无人机集群自主控制》突出前沿学科交叉，强调工程应用背景，力求使广大读者能快速掌握和应用无人机仿生集群自主控制的理论、方法和技术。

【作者简介】

段海滨，1976年生于山东广饶，北京航空航天大学教授、博士生导师。杰出青年科学获得者，入选“万人计划”一科技创新领才、首批青年拔尖人才等计划，主持自然科学重点项目、863计划、科技委国科技创新特区项目、装备预先研究项目等课题。主要研究兴趣为：无人机集群自主飞行控制、仿生视觉智能感知与认知、仿生智能计算理论及应用。

【目录】

序
前言
章 绪论
1.1 引言
1.2 无人机集群系统
1.2.1 无人机自主
1.2.2 无人机集群特点
1.2.3 典型无人机集群系统
1.3 生物群体行为机制及模型
1.3.1 典型生物群体行为机制
1.3.2 群体智能行为特点
1.3.3 典型群体运动模型
1.4 仿生物群集行为的自主集群
1.4.1 生物群集与无人机集群的映机制
1.4.2 基于生物群集行为的集群自主控制
1.5 本书体系结构
1.6 本章小结
参文献
第2章 生物群体运动模型
2.1 引言
2.2 vicsek模型
2.2.1 模型描述
2.2.2 能参数
2.2.3 个体分布图
2.3 基于视线方向的vicsek模型
2.3.1 模型描述
2.3.2 视线方向对邻域范围的影响
2.3.3 同步能分析
2.3.4 实验分析
2.4 基于改进拓扑规则的vicsek模型
2.4.1 拓扑距离规则
2.4.2 对拓扑距离规则的改进
2.4.3 实验分析
2.5 基于分数阶微积分的vicsek模型
2.5.1 分数阶微积分
2.5.2 分数阶vicsek模型
2.5.3 实验分析
2.6 本章小结
参文献
第3章 典型生物群体智能建模
3.1 引言
3.2 鸽群层级机制建模
3.2.1 基于改进拓扑交互规则的层级网络模型
3.2.2 鸽互行为规则建模
3.2.3 稳定时延条件
3.2.4 实验分析
3.3 雁群线编队机制建模
3.3.1 大雁模型
3.3.2 雁群群体行为规则
3.3.3 拓扑稳定分析
3.3.4 实验分析
3.4 狼群协同围捕机制建模
3.5 本章小结
参文献
第4章 从生物群体智能行为到无人机集群控制
4.1 引言
4.2 编队控制
4.2.1 模型及约束条件
4.2.2 姿态及位置控制
4.2.3 -跟随编队控制
4.2.4 基于鸽群优化的控制参数整定
4.3 无人机紧密编队控制
4.3.1 编队模型
4.3.2 长机尾流模型
4.3.3 长机尾流引起僚机气动力的变化
4.3.4 长机尾流干扰下的紧密编队模型
4.3.5 基于改进鸽群优化的紧密编队控制
4.4 仿鸽/雁群的无人机实时避障
4.4.1 仿鸽子飞行的无人机实时避障
4.4.2 仿雁群飞行的无人机实时避障
4.5 本章小结
参文献
第5章 基于鸽群行为机制的无人机集群编队
5.1 引言
5.2 基于鸽群行为机制的紧密编队及重构
5.2.1 基于鸽群智能的紧密编队控制方法
5.2.2 捕食逃逸鸽群优化测试
5.2.3 实验分析
5.3 基于鸽群行为机制的集群编队及避障
5.3.1 基于鸽群层级的集群编队控制方法
5.3.2 鸽子飞行避障导引及改进人工物理避障测试
5.3.3 实验分析
5.4 本章小结
参文献
第6章 基于雁群行为机制的无人机集群编队
6.1 引言
6.2 基于雁群行为机制的编队保持
6.2.1 基于雁群行为机制的编队构型设计
6.2.2 实验分析
6.3 基于雁群行为机制的编队重构
6.3.1 基于头雁变换的队形变换
6.3.2 基于局部通信的队形变换
6.3.3 实验分析
6.4 本章小结
参文献
第7章 基于狼群行为机制的无人机集群任务分配
7.1 引言
7.2 基于狼群劳动分工的集群静态目标分配
7.2.1 无人机集群静态目标分配建模
7.2.2 仿狼群劳动分工的目标分配
7.2.3 实验分析
7.3 基于狼群游猎的集群动态任务分配
7.3.1 无人机集群动态任务分配建模
7.3.2 基于狼群游猎的动态任务分配
7.3.3 实验分析
7.4 本章小结
参文献
第8章 基于生物群集自组织的无人机集群目标跟踪
8.1 引言
8.2 生物自组织运动群集模型
8.2.1 虚拟力框架下的群集模型
8.2.2 基于注意力机制的群集运动模型
8.3 集群协同目标跟踪控制
8.3.1 集群协同目标对峙跟踪
8.3.2 基于滚动预测的障碍物规避
8.3.3 实验分析
8.4 本章小结
参文献
第9章 基于群体智能的无人机集群动态资源分配
9.1 引言
9.2 基于群体智能的合作进化动力学
9.2.1 网络进化博弈软控制
9.2.2 模型描述
9.2.3 动力学特分析
9.3 基于群体动力学的无人机连续资源分布式优化
9.3.1 问题描述
9.3.2 基于进化博弈群体动力学的协调算法
9.3.3 实验分析
9.4 本章小结
参文献
0章 基于群体智能的无人机集群自主协调集成飞行验证
10.1 引言
10.2 基于群体智能的无人机集群飞行综合验证台
10.2.1 硬件台搭建
10.2.2 软件系统设计
10.3 集群自主协调飞行验证
10.3.1 基于鸽群行为的编队
10.3.2 基于雁群行为的编队
10.3.3 基于狼群行为的目标分配
10.3.4 基于群体智能的协同跟踪
10.4 本章小结
参文献
1章 研究前沿与展望
11.1 引言
11.2 发展趋势
11.3 关键技术
11.4 应用领域
11.5 发展战略
11.6 本章小结
参文献