侦察型无人机监督控制中的操作员自主代理技术研究

来源 :国防科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cchmily2624
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在侦察型无人机监督控制系统中,操作员在智能化系统的帮助下完成目标识别任务。在执行任务的过程中,操作员需要处理的图像信息是海量的。这些回传图像并不是都含有有用信息。而且操作员长时间的观察无人机实时回传的图像信息会使操作员的工作负担显著增加。操作员自主代理能够对回传图像信息进行预处理,并能辅助操作员执行任务来减轻操作员的工作负担。因此,设计一个操作员自主代理对单个操作员监督控制多架侦察型无人机具有十分重要的意义。  本文对侦察型无人机监督控制中的操作员自主代理技术进行了研究,主要完成的工作以及创新点为:  (1)对操作员自主代理进行详细的设计。分别对自主代理所处理的含疑似目标图像信息和自主代理所服务的操作员进行建模与分析。其中,含疑似目标的图像信息模型不仅与图像中所包含的疑似目标种类、数量有关,还与操作员当前关注的目标有关。操作员的工作负担随着工作时间的增加而不断增加,同时态势感知能力在不断降低,任务处理时间也在增加。在理解操作员自主代理的输入输出后,对操作员自主代理各模块进行了详细设计。操作员自主代理由四部分组成:信息分类与存储模块,任务调度模块,任务时间分配模块和人机交互模块。  (2)对含疑似目标的图像信息进行分类存储。图像信息分类是根据图像信息中所包含的疑似目标种类而确定的。含疑似目标图像的相关信息包括目标经纬度,目标选中框的像素点坐标,图像拍摄时间,所拍摄无人机编号等。将这些相关信息存储于数据库表格中,方便对数据进行管理。  (3)在不确定任务执行时间的情况下,提出了基于操作员关注目标的启发式调度算法。基于操作员所关注的疑似目标,为数据库中包含操作员关注目标的图像信息赋予动态的任务权重。操作员处理各图像信息的任务处理时间与操作员当前的态势感知能力以及任务的难易程度有关。任务处理时间是不确定的,但是可以确定上下界。针对不确定的任务执行时间和动态权值,提出了基于操作员关注目标的启发式调度算法U1。该算法能够将任务权重大且处理时间短的图像信息优先推荐给操作员执行。  (4)提出了基于卡尔曼滤波算法的眼部运动分类算法。对人的眼部运动进行分析建模。操作员的眼部运动可以看做是速度为常速度的运动与加速度为高斯白噪声的运动的叠加。基于眼动仪的测量方程以及眼部运动模型,应用卡尔曼滤波算法提出眼部运动分类算法。其中眼部运动可以分为三类:注视,移视和扫视。通过实验验证了该算法能够准确的分辨操作员的眼部运动类型。  (5)提出了基于动态规划的最优任务时间分配算法。本文在考虑操作员模型的基础上,为操作员处理的图像信息进行建模,通过动态规划算法求得最优的任务时间分配解。该算法在考虑操作员决策正确率的情况下为图形信息分配一定的任务处理时间并休息一段时间来处理下一个任务,以保证操作员的工作负担维持在一个理想的区间。  (6)在理解侦察型无人机监督控制系统结构的情况下,搭建了多侦察型无人机监督控制仿真环境。
其他文献
智能前照灯系统打破了传统照明系统的照明模式,通过感知驾驶员操作、车辆行驶状态、路面变化及路况以及天气环境等信息,自动控制前照灯调整照明角度以及补偿照明,改善夜间以及气候因素所造成的视线不良问题,保证驾驶员和道路行人的人身安全,对提高行车安全性和改善驾驶舒适性有重要作用。本文针对多种路况下的行车条件进行智能前照灯系统的建模、仿真分析、控制优化以及软硬件设计:针对智能前照灯法规中的配光标准和要求进行了
永磁同步电机(PMSM)因其高功率密度、高效率、维护方便等优点,在航空航天、数控机床、机器人等工业领域应用日益广泛。应用于工业领域的永磁同步电机调速系统,通常需要在模型参数变化、负载和转动惯量变化等内外扰动作用下工作,因而其控制算法要有较强的抗扰动能力。自抗扰控制具有对模型参数变化鲁棒性好、抗扰动能力强、无超调等优点,本文以永磁同步电机调速系统为对象,基于线性自抗扰控制(LADRC)理论,研究了系
捷联惯性导航技术是伴随着计算机发展的一项先进技术。传统的捷联惯性导航系统由于受限于计算机的处理速度,采用传统的捷联算法,未对载体的运动误差进行补偿所得到捷联惯性导
随着计算机的发展,计算机视觉与模式识别技术成为一个重要研究课题。用计算机进行视频图像处理就是希望能由计算机自动识别和理解图像,对动态图像序列进行分析处理,以获得有
本文以电视转播中采集到的足球视频为研究对象,对足球视频检索中的相关技术进行了深入研究,提出了一种足球视频射门事件检测方案,主要工作和成果如下:(1)镜头分割(分段)是视
随着社会经济的快速发展,车辆拥有量日益增多,对车辆进行科学化、正规化的管理已成为社会的一个热门需求。车辆监控系统正是在这种情况下应运而生,它融合了GPS技术、GIS技术
异源图像匹配技术是图像处理和模式识别领域中的重要研究方向,在高科技武器精确制导系统、目标识别与跟踪等方面有广泛的应用。本文针对红外图像和可见光图像,致力于异源图像
当前,我国工业现代化的发展对过程控制系统设计人才的要求越来越高,需求也越来越大,然而高校对学生的工程训练及动手能力的培养不能满足现代社会的需求。为了解决这一难题,并
近年来,DC/DC变换器在航空航天、通信设备以及家用电器等领域的开关电源以及其它特殊电源中得到了广泛应用。DC/DC变换器的强非线性、时变和不确定性特点,使得对其的控制变得十
随着Internet应用领域和应用规模的快速增长,对网络系统性能进行优化显得日益重要。本文在OPNET仿真平台上通过改进服务质量(QoS)路由算法,将提出的非线性代价函数作为性能优化目