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题目:分散化多机协同目标跟踪技术

关键词:协同控制;目标跟踪;分散控制;信息滤波

  摘要

随着单飞行器自主控制技术和通信能力的不断提高,自主多飞行器的协同控制技术已成为研究的热点。通过相互协同的自主多飞行器之间以及飞行器与环境之间的交互作用,可以实现单飞行器所不能完成的一些复杂任务,例如多机协同攻击和协同侦察等。 由于飞行器平台的运动以及通信通道的故障,通信拓扑可能是动态变化的,计算是高度分布的,由于集中控制依赖非常可靠的大量数据传输,导致集中控制非常脆弱。以最小通信量为基础的多飞行器分散协同控制具有可扩展性、异构性和动态可重构性等特点,可靠性和鲁棒性较好。 论文提出了集中和分散相结合的多飞行器协同控制系统结构和基于协同变量的多飞行器协同控制原理,集中控制主要实施任务分配、通信管理以及编队管理,而平台之间则可在有限通信基础上实施分散化的局部规划、协同与控制。以地面静止或慢速运动目标为对象,重点研究了分散化多机协同目标跟踪技术,以平台协同目标跟踪总的互信息增量作为效能指标,实现了多平台多目标分配;以信息滤波和分散化信息融合算法为基础,以信息熵为效能指标,分别实现了存在控制、通信和防撞等不同约束条件下,多平台被动多传感器以及被动和主动相结合的异构多传感器分散化协同目标跟踪最优控制,实现了多平台协同目标跟踪信息的极大化。该方法适用于具有不同测量类型和不同测量维数的异构或同构多平台分散化协同目标跟踪问题,具有较好的可扩展性、异构性和动态可重构性等特点。