多无人机协同机场驱鸟系统的任务分配与路径规划

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飞鸟撞击是威胁飞行器飞行安全的严重隐患,而现有的机场驱鸟手段并不能完全避免鸟击导致的空难。为了保障飞行安全,必须加大研究力度不断丰富机场驱鸟的手段,提高机场驱鸟的工作效能。论文将多无人机协同的最新技术引入机场驱鸟的传统研究领域,研究了多无人机协同机场驱鸟的任务分配与路径规划技术,主要研究工作如下:首先,基于新型人工智能系统的设计目标,设计了多无人机协同机场驱鸟系统,并从模型化、硬件构成和算法流程三个方面介绍了系统的工作原理、任务目标和运行步骤。其次,研究了多个无人机面临多个鸟群驱赶任务的分配算法。基于故障树分析法研究了机场入侵鸟群风险评估方法,基于模糊逻辑推理提出了无人机驱赶鸟群目标效率评估方法,进一步基于比例导引制导律给出了无人机驱赶鸟群的多个约束条件,同时基于遗传算法设计了任务分配的优化算法,并完成了仿真验证。接着,为完成驱鸟任务研究了无人机路径规划算法。基于MAKLINK链接图理论进行路径规划建模。为了贴近实际,设计了―伏击法驱鸟策略‖预测路径规划的终点,并利用―接近顶点法‖调整路径规划的起点和终点位置,提高了算法的通用性。在此基础上,设计了路径预规划算法和基于模糊逻辑推理设计了无人机规避动态障碍的方法,并进行了仿真验证。然后,针对多无人机协同机场驱鸟系统的重决策重规划进行研究。提出了将外部突发事件对应到算法内部对象的方法,对外部事件针对当前系统任务及任务集的影响程度进行了定量分析,在此基础上提出了多无人机协同机场驱鸟系统重决策重规划算法,并进行了仿真验证,有效地减少了多无人机协同机场驱鸟系统重决策重规划次数和计算量。最后,为了加强人机交互并提高系统的安全性和经济性,基于MATLAB软件设计了多无人机协同机场驱鸟系统可视化仿真界面,并从设计思想、设计目标、主要功能和工作流程四个方面介绍了多无人机协同机场驱鸟系统可视化仿真界面的实现。
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