《高動態環境下低可探測性飛行器自主任務規劃方法研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由劉鴻福擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：高動態環境下低可探測性飛行器自主任務規劃方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉鴻福
- 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
低可探測性飛行器(LOA)俗稱“隱身飛機”、“隱形飛機”，其有源和無源目標特徵大幅度減弱，降低被探測發現機率，成為突破敵方防禦的利器。任務規劃制定行動計畫、飛行軌跡、設備操作序列等，是LOA作戰運用的關鍵技術。LOA任務規劃已有研究考慮的要素較為單一，基本為預先規劃，缺乏自主任務規劃，難以應對高動態環境下的低可探測性任務。本項目針對動態、對抗環境下LOA智慧型線上任務規劃的需求，研究其自主任務規劃方法，是高動態環境、部分可觀、有限通信條件下的移動智慧型體自主行為決策、規劃與控制技術。主要研究內容包括：低可探測性、高動態威脅空間分析與建模；LOA自主任務規劃方法；多LOAs巡邏追逃的自主任務規劃。本項目研究將為LOA任務規劃系統的研製提供理論指導和算法支撐，推動飛行器任務規劃技術的向實用化、實戰化發展，並為多智慧型體、機器人規劃提供新思路、儲備新技術。
結題摘要
低可探測性飛行器俗稱隱身飛機，其目標特徵大幅度減弱，被探測發現機率降低，是突破敵方防禦的利器。充分發揮隱身飛機作戰效能的關鍵在於通過任務規劃制定作戰行動計畫、隱身飛行軌跡。圍繞高動態環境下低可探測性飛行器自主任務規劃方法及其實驗驗證，本項目重點開展了四點研究內容：（1）低可探測性威脅空間建模與評估：建立了複雜電磁環境下被探測發現的機率空間模型與隱身效能評估模型，並分析建模了動態威脅空間。（2）隱身飛機自主任務規劃方法：對單架隱身飛機任務規划進行分析建模，提出了面向隱身飛機作戰自主任務規劃的改進蒙特卡洛樹搜尋算法，並進行了實驗驗證及套用研究。（3）多飛行器自主線上規劃方法：針對具有子模性規劃目標的多智慧型體部分可觀馬爾科夫決策過程，首次提出了一種近似最優的多飛行器自主線上規划算法；針對傳遞函式解耦的部分可觀馬爾科夫決策過程，首次提出了一種基於蒙特卡洛樹搜尋和max-sum的分散式線上規划算法；提出了基於目標狀態預測和滾動最佳化的多隱身飛機協同探測軌跡規劃方法；實驗驗證了算法的有效性與比較優勢。（4）柔性互補人機協同任務規劃方法：提出了面向多智慧型體的柔性互補人機協同任務規劃問題求解方法；針對機率知識和人輔助下進行巡邏搜尋的線上規劃問題建立了一個新穎的模型，提出了基於潘多拉規則的搜尋方法，並證明其在多項式時間內可解；提出了適用於人機協同的快速探索隨機樹算法，改進了分散式優先權軌跡規划算法；開發了面向多飛行器的柔性互補人機協同軌跡規劃原型系統，並進行了實驗驗證及套用研究。 項目共發表論文14篇，其中SCI檢索3篇，人工智慧頂會(IJCAI-16)1篇，EI檢索7篇，中文核心3篇。培養博士生3名、碩士生4名。還支撐了《飛行任務規劃》教材編寫、1項省部級科技進步一等獎。研究成果為隱身飛機、無人機任務規劃提供了基礎理論和算法支撐，在低可探測性軌跡規劃、飛行器自主與協同規劃、人機協同任務規劃等領域得到了套用與推廣，具有重要的理論及實踐價值。
