異構(gòu)多無人機

內(nèi)容概要

《國防科技著作精品譯叢?無人機系列:異構(gòu)多無人機》非常完整地介紹了空中機器人所涉及的主要領(lǐng)域，并著重解決了從飛行控制、地形匹配到任務(wù)規(guī)劃與分配等相關(guān)問題。得益于歐洲COMETS工程項目的資助，著者對異構(gòu)多無人機所面臨的主要挑戰(zhàn)和發(fā)展?jié)摿Φ确矫娑歼M行了詳細的研究，也重點討論了無人機系統(tǒng)發(fā)展中的一些關(guān)鍵技術(shù)，例如：通信技術(shù)、遙控技術(shù)和決策方法等。《國防科技著作精品譯叢?無人機系列:異構(gòu)多無人機》分析了目前無人機系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展狀態(tài)，主要介紹了由不同飛行平臺、搭載不同負載、具備不同信息處理能力的多種無人機構(gòu)成的異構(gòu)無人機網(wǎng)絡(luò)所面臨的困難，并討論了該異構(gòu)無人機網(wǎng)絡(luò)潛在的應(yīng)用前景。

作者簡介

作者：（西班牙）奧列羅（Anibal Ollero） （西班牙）馬薩（Iván Maza） 譯者：朱永賢 彭鵬菲 毛盾 張建強

書籍目錄

第1章概論 1.1航空機器人 1.2多無人機系統(tǒng) 1.3應(yīng)用 1.3.1航空攝影與攝像技術(shù) 1.3.2航空測繪 1.3.3氣象學(xué) 1.3.4環(huán)境監(jiān)測 1.3.5農(nóng)業(yè)和林業(yè) 1.3.6檢查 1.3.7執(zhí)法和安保應(yīng)用 1.3.8自然災(zāi)害與危機管理 1.3.9救火 1.3.10交通監(jiān)視 1.3.11通信 1.3.12土木工程 1.4結(jié)論與本書概要 參考文獻 第2章多無人機系統(tǒng)中的決策制定：體系結(jié)構(gòu)與算法 2.1引言 2.1.1問題描述 2.1.2方法和概要 2.2無人機結(jié)構(gòu) 2.2.1自主決策能力分類 2.2.2決策結(jié)構(gòu) 2.3執(zhí)行控制 2.3.1一般的任務(wù)模型和假設(shè) 2.3.2執(zhí)行指令的機制 2.3.3說明 2.4多無人機分布式使命規(guī)劃 2.4.1與規(guī)劃框架相關(guān)的一般考慮 2.4.2在規(guī)劃過程中利用專門的精煉機 2.4.3專門的精煉機工具箱概述 2.4.4舉例 2.5分布式任務(wù)分配 2.5.1加入平衡的合同網(wǎng) 2.5.2分布式環(huán)境中有時間約束的任務(wù) 2.6小結(jié) 參考文獻 第3章通信 3.1引言 3.2需求 3.3設(shè)計理念 3.3.1數(shù)據(jù)組織 3.3.2網(wǎng)絡(luò) 3.3.3黑板 3.3.4路由 3.3.5網(wǎng)絡(luò)層 3.3.6網(wǎng)絡(luò)組織 3.4設(shè)計細節(jié) 3.4.1用戶觀點 3.4.2插槽內(nèi)容的狀況 3.4.3數(shù)據(jù)傳輸 3.4.4物理鏈接 3.5實施細節(jié) 3.5.1核心架構(gòu) 3.5.2跨平臺支持 3.5.3嵌人式系統(tǒng)支持 3.5.4物理抽象層實現(xiàn) 3.5.5內(nèi)存效率 3.5.6代碼示例 3.6真實情景 3.6.1COMETS項目中的網(wǎng)絡(luò)拓撲 3.6.2傳輸和物理層 3.6.3信息流 3.7結(jié)論 參考文獻 第4章多無人機協(xié)同探測技術(shù) 4.1引言 4.1.1主要概念 4.1.2方法概述 4.1.3相關(guān)工作 4.2協(xié)同探測中的概率算法 4.2.1多無人機探測 4.2.2半分布式可信狀態(tài)估計 4.2.3分布式協(xié)同探測 4.2.4協(xié)同探測路徑規(guī)劃 4.3多無人機圖像探測、定位與跟蹤 4.3.1初始條件設(shè)置 4.3.2事件狀態(tài)定義 4.3.3圖像融合中的似然函數(shù) 4.4無人機圖像處理技術(shù) 4.4.1圖像偏移估計 4.4.2團塊特征提取 4.4.3圖像修正 4.5基于信息融合的多無人機圖像探測與定位 4.5.1基于信息融合的多無人機探測 4.5.2基于分布式信息濾波的目標探測與定位 4.5.3仿真結(jié)果 4.6基于網(wǎng)格技術(shù)的多無人機異類信息的探測與定位 4.6.1局部融合 4.6.2多無人機分布式融合 4.6.3基于柵格技術(shù)的事件探測與定位 4.7結(jié)論 參考文獻 第5章無人直升機 5.1無人直升機簡介 5.1.1無人直升機及其控制結(jié)構(gòu)的常見問題 5.1.2MARVIN無人直升機系統(tǒng) 5.2直升機模型 5.2.1并行系統(tǒng) 5.2.2直升機狀態(tài)量 5.2.3運動物理量 5.2.4力和力矩 5.2.5旋翼的空氣動力學(xué)原理 5.2.6仿真結(jié)果 5.3控制技術(shù) 5.3.1MARVIN控制器 5.3.2MARVIN直升機的其他控制技術(shù) 5.4結(jié)論 參考文獻 第6章飛艇控制 6.1引言 6.2飛艇建模 6.2.1坐標軸系和運動學(xué)模型 6.2.2動力學(xué)模型 6.2.3簡化模型 6.3模型辨識 6.3.1空氣動力參數(shù)的估計 6.3.2簡化模型有效性分析 6.4控制 6.4.1PID控制 6.4.2廣義預(yù)測控制 6.4.3采用擴展線性化方法進行非線性控制 6.4.4實驗結(jié)果 6.5航路規(guī)劃和跟蹤 6.5.1路徑規(guī)劃 6.5.2路徑跟蹤 6.6結(jié)論 參考文獻 第7章遙控工具 7.1引言 7.2無人機遙控技術(shù)的發(fā)展趨勢 7.2.1多模接口的需求 7.2.2擴增現(xiàn)實與合成圖像 7.3COMETS中的遙控直升機 7.3.1硬件部分 7.3.2軟件部分 7.4實驗結(jié)論和任務(wù)執(zhí)行 7.4.1任務(wù)執(zhí)行 7.5結(jié)論 參考文獻 第8章多無人機實驗：在森林火災(zāi)中的應(yīng)用 8.1引言和目的 8.2森林火災(zāi)應(yīng)用中的多無人機系統(tǒng) 8.2.1無人機描述 8.2.2編隊的傳感器 8.2.3火焰分割 8.3任務(wù)的一般描述 8.4多無人機監(jiān)視與火警探測 8.5協(xié)同報警確認 8.6用無人機進行火災(zāi)觀察和監(jiān)視 8.7協(xié)作火災(zāi)監(jiān)視 8.8結(jié)論 參考文獻 第9章總結(jié)和未來發(fā)展方向

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   只有在最后的計劃中才會通報AO。如果一個計劃不包含任何需要同其他無人機協(xié)作任務(wù)（即JT）的話，則準備被執(zhí)行。然而，如果一個計劃包含JT，計劃協(xié)作將在第二階段通過交互管理得到執(zhí)行。 交互管理者依靠分布式協(xié)商機制為協(xié)作多無人機間的行為提供方法。所有的需要多無人機交互（簡單的同步或者更復(fù)雜的JT）的任務(wù)都在交互管理部件上處理。所以，從空間和時間上來看，對于每個涉及的無人機，聯(lián)合操作都能夠進行協(xié)作。 與交互管理相關(guān)的細節(jié)在這里沒有提供，因為它還在研究中。在這里主要處理3個問題： 時間協(xié)作：通過無人機間的同步來實現(xiàn)。我們定義和執(zhí)行一個機制使得增加的協(xié)商與可能的時間間隔同步相關(guān)。結(jié)果是，一組無人機知道一個共同的同步應(yīng)該發(fā)生的時間間隔。 空間協(xié)作：我們考慮交互模型來推斷JT內(nèi)的交互需求。然后，在計劃執(zhí)行期間，通過在無人機的計劃軌跡上應(yīng)用計劃合并協(xié)議能夠安全地避免沖突。 任務(wù)再分配：這個問題包括增強無人機的整體行為。當相關(guān)時，允許它們重新分配一些任務(wù)。對于每個無人機，相關(guān)性應(yīng)該通過對當前計劃中的當前任務(wù)費用／效用來進行評估（見2.5節(jié)）。 在協(xié)作期間，交互管理器也可能需要進行與環(huán)境和無人機模型相關(guān)的計算和精煉，即依賴于專門的精煉機。 這些協(xié)作過程的結(jié)果是，一個協(xié)作的、準備被執(zhí)行的任務(wù)序列生成并插入到當前MLE計劃中。 2.4.3專門的精煉機工具箱概述 專門的精煉機提供了大量的特性用來支持規(guī)劃和協(xié)調(diào)期間的任務(wù)分解和精煉，它們依賴于不同的模型（環(huán)境、無人機等），這些模型在無人機的活動期間有規(guī)律地更新。另外，它們還提供一些與路徑產(chǎn)生、感知計劃和通信限制滿足檢查等相關(guān)的服務(wù)。這些不同的過程都以一種及時的方式執(zhí)行，所以符號規(guī)劃器可以在規(guī)劃建立期間以一種透明的方式使用它們。 在這里，關(guān)鍵是要提供具有特定信息的規(guī)劃器和交互管理器。這些信息允許它們估計機器人在給定（動態(tài)）環(huán)境下執(zhí)行給定任務(wù)的能力、計算不同代價的能力和評估加入一個給定任務(wù)到當前機器人計劃中的能力。

編輯推薦

《國防科技著作精品譯叢?無人機系列:異構(gòu)多無人機》是西班牙無人機系統(tǒng)專家奧列羅和馬薩的專著。《國防科技著作精品譯叢?無人機系列:異構(gòu)多無人機》具體描述了無人機系統(tǒng)的當前技術(shù)狀態(tài)、存在的問題以及多無人機系統(tǒng)的發(fā)展?jié)摿?，著重說明了異構(gòu)多無人機系統(tǒng)編隊方法與技術(shù)。多無人機系統(tǒng)的相關(guān)理論與關(guān)鍵技術(shù)是目前無人機系統(tǒng)發(fā)展與應(yīng)用的薄弱環(huán)節(jié)。《國防科技著作精品譯叢?無人機系列:異構(gòu)多無人機》作為一本專業(yè)著作，可以為多無人機系統(tǒng)的使用與學(xué)習(xí)人員提供全面的基礎(chǔ)知識和結(jié)論性規(guī)律；同時也可為長期從事無人機系統(tǒng)專業(yè)的設(shè)計與研究人員提供寶貴的實踐性參考。

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