基于多蚁群系统的多无人机协同目标搜索方法

针对多UAV协同搜索问题,建立了基于搜索概率图的UAV环境信息描述模型,提出了一种基于多蚁群算法的协同目标搜索算法。该算法由多个蚂蚁种群构成,每个蚂蚁种群负责搜索一架无人机的路径。蚂蚁个体在搜索路径时通过其所在群体的信息素的引导以趋向最优路径,同时,受到来自其它种群的信息素的排斥作用进而避免无效搜索。实验结果表明,该方法能有效地实现多UAV之间的协同,实现路径搜索,减少路径交叠,提高了搜索效能。     

基于组合优化算法的无人机航迹规划方法研究

根据遗传算法与蚁群算法各自的特点。将两者进行有机结合构成GA-ACO（genetic algorithm-ant colony optimization）组合优化算法,并将其应用在航迹规划路径寻优中以获取高质量的飞行航路。首先采用全局搜索能力强的遗传算法进行全局快速搜索,选取遗传算法得到的较优解集合,构成蚁群算法中初始信息素分布．再利用蚁群算法正反馈机制的特点求精确解,该组合优化算法在克服两种算法缺点的同时发挥了各自的优点,达到优势互补。仿真结果表明,与基本蚁群算法相比,GA-ACO在提高效率的同时改善了解的质量,是可行和有效的。     

安全性A*算法融合动态窗口法的路径规划

针对移动机器人在路径寻优过程中,传统A*算法搜索效率差、所规划路径缺乏安全性、拐点多、转角大 且无法实现动态避障等问题,提出一种安全性A*算法和动态窗口法(dynamic window approach,DWA)结合的融合算 法。全局路径规划中,在传统A*算法的评价函数中引入安全估值,并拓展启发式搜索邻域和精简搜索方向;进行二 次路径优化,删除冗余节点,并平滑路径;运用改进的动态窗口评价函数,将安全性A*算法与动态窗口法融合实现 机器人沿全局路径行进中的动态避障。仿真实验结果表明：改进A*算法相比文献算法在路径长度上和拐角数量上平 均减少了2.39%和25%,并在动态复杂环境下验证了其动态避障效果,能满足机器人路径规划的实际需求,具有一 定的应用价值。     

基于协同进化算法的多舰扩方应召反潜搜索方法

反潜作战是现代海战中水面舰艇的主要作战任务之一,对潜搜索行动是水面舰艇反潜作战的重要组成部分,是实施对潜攻击的前提和保证.针对目前常规多舰扩方搜索方法存在搜索效率低、协同能力弱的问题,对现有的2种多舰扩方搜索样式进行协同路径优化.根据舰艇声呐搜索原理以及实际反潜战术的应用,以在固定搜索时长内使得搜索效能最大为目标,建立了2种搜索样式最优协同路径问题的数学规划模型,给出了运用改进的协同进化算法规划多艘舰艇搜索路径的具体求解过程,并通过仿真实验得到不同搜索样式下的多舰协同最优搜索路径.结果表明:该方法具有搜索范围大、搜索效率高的特点,相比常规方法具有较大优势,适用于解决多舰扩方反潜搜索路径规划问题.     

基于稀疏A*算法的AUV全局路径规划

路径规划是自主式水下航行器(AUV)研究领域的重要课题之一。传统的AUV路径规划算法,如人工势场法、图搜索法等,容易出现陷入局部最优解、计算速度慢等问题,为克服上述缺陷,本文基于稀疏A*算法,提出了一种新的用于构造搜索空间的随机布点方法,在路径规划区域内,利用随机函数均匀地布撒足够多的搜索节点,从而构成搜索空间,可显著降低计算量,提高搜索效率;并进一步对所得路径进行通视性检查,有效地减少路径点个数和折点数,获得更优路径。仿真试验结果验证了该算法的正确性和有效性,表明该算法具有全局优化能力强、计算速度快的优点,具有一定的工程应用价值。     

雷达多径信号分辨的小波变换方法

雷达多径回波信号(多径干扰信号)对雷达系统的检测性能具有十分不利的影响,抑制多径干扰的关键是准确分辨多径回波信号(检测并确定其部分参数)。小波变换在时、频域具有良好的局部化特性并对信号的奇异性非常敏感,在不同的尺度下(频带)奇异信号的小波变换模局部极大值点不变。雷达多径回波信号可用小波变换的方法进行分析和检测,根据信号与白噪声的小波变换局部模极大值的传播特性差异来抑制背景白噪声。本文通过正交二进制小波变换算法估计雷达多径回波信号的数目和信号时延,达到分辨多径信号的目的。文中的计算机仿真结果证明了该方法的可行性。     

多无人机远距突防协同目标搜索决策

针对需要远距突防的不确定区域运动目标的搜索问题,提出了多无人机（UAV）远距突防和协同目标搜索的路径决策。改进基本的二维扩散模型,建立考虑目标运动与地理环境限制条件下的不确定区域扩散模型,在此基础上基于电势场算法和滚动时域控制研究了远距突防与优化路径决策策略。综合考虑不确定性降低收益、平均不确定度与综合抗力,构建协同搜索收益函数,为协同搜索路径决策提供路径优化准则,进行仿真实验。仿真结果表明,本算法能够有效地应对突发威胁与不确定区域扩散,完成多UAV远距突防与协同目标搜索任务。     

基于圆柱共形阵的极化MUSIC算法

基于圆柱共形阵列的波达方向(Direction-of-Arrival,DOA)估计方法受载体曲率影响,对于不同极化入射的信号存在极化接收不匹配的问题,同时由于载体的遮挡,会使测向精度下降,甚至产生测向错误.针对极化接收和载体遮挡效应,本文提出了一种基于圆柱共形阵列的极化MUSIC算法,建立了基于圆柱共形阵的极化敏感阵列信号接收模型,考虑载体遮挡效应对信号的导向矢量进行重构,保证了信号子空间和噪声子空间的正交性,并运用极化秩亏MUSIC算法进行DOA估计和极化参数估计.仿真结果表明,与子阵分割极化MUSIC算法相比,本文算法在低信噪比10 dB时测向误差减少了0.9°,具有更高的信号测向精度,信号估计准确率提高了27.4％.     

适用于相干信号高分辨测向的方向向量重构算法

针对浅海波导中相干多径信号的波束形成与方位估计问题,提出了一种相干信号方向向量重构算法。该算法利用特定几何结构基阵阵列流形所具有空间平移不变性,基于特征分解估计出的空间特征向量,重构出基阵对每个相干信号的方向向量,再利用方向向量扫描得到的波束图中谱锋的位置估计出信号的方位,从而实现了对入射到基阵上的所有相干信号的捕获与方位估计。由于相干信号的方位估计过程是相互独立的,因此方向向量维数的减小并不会降低算法的角度分辨力。水池实验数据处理结果验证了该方法的有效性。     

网络控制系统时延单调速率算法可调度性及多目标优化

讨论了具有多个闭环控制回路的网络控制系统中网络信号传输周期的任务调度问题。对具有时间延迟的单调速率调度算法在网络控制系统中的可调度性进行了理论分析，给出了保持系统稳定运行的可调度性条件。在此基础上，对调度算法的计算结果进行多目标优化，得到保证网络信号传输误差率最小及延迟时间最少的传输周期。网络控制系统实例证明了调度算法的实用性及优化结果的正确性。     

多跳频信号参数估计时频分析算法

为了解决噪声及干扰环境下多跳频信号参数估计难度大的问题，提出一种多跳频信号参数估计时频分析算法。首先对信号进行短时傅里叶变换得到时频图像，针对不同干扰的时频分布特点，通过能量对消、自适应阈值法、形态学滤波消除各类干扰影响，实现跳频信号的提取；通过区域联通标记算法标记各个跳频簇，并通过各跳频簇时长实现多跳频信号分选。利用改进的PAM聚类算法，完成跳频频率和跳频周期的估计。仿真实验表明，与通过提取时频脊线方式进行参数估计的算法相比，该算法具有更高的估计精度，同时能够准确分选出多跳频信号，在各类干扰影响下，仍具有较高的估计精度。     

基于正反HFM信号的水下高速小目标处理算法与试验分析

针对水下高速小目标的特点,提出了基于宽带正反双曲调频（HFM）信号的水下高速小目标检测与参数估计快速算法,并完成了仿真。通过在信号发射端加入时间伸缩因子来模拟目标运动,实现了水下高速小目标检测与参数估计的动态试验。并采集了雷体的反射回波数据。设计的以TMS320C6701为核心的信号处理系统,通过本文提出的快速算法实现了低信噪比下雷体反射回波检测与参数估计。试验结果表明,基于正反HFM信号的快速处理算法及数字信号处理（DSP）系统能有效完成低信噪比下的高速目标回波的检测与参数估计,与仿真结果具有较好的一致性．     

基于循环相关检测方法的浅水信道多径特性分析

基于浅水信道模型,建立了具有循环平稳性的线性调频信号多径模型,利用龙格库塔方法对本征声线的理论参数值进行计算,用拷贝相关检测方法进行检测.为了对比检测效果,本文基于循环相关检测方法,采用了一种估计循环频率特征的浅水信道多径分析方法,该方法通过在频域估计循环频率的峰数和位置,可以在时域内准确估算浅水通信的多径数和相应的时延,与拷贝相关检测方法相比可以提高检测性能.将试验获得的水声传播参数应用于所建浅水信道多径模型,分别估算出浅水通信试验的信号多径时延特征,检测结果与理论结果相符,本文采用的方法能更加清晰的分辨各峰值与多径时延,很好地估计浅水声通信系统的信道传输多径特性,说明本文算法的有效性和优越性.     

多径瑞利衰落信道下一种改进的分布式MIMO-OFDM符号定时同步算法

为了在多径信道中实现精确的符号定时估计,提出一种利用后向搜索的方式来提高同步算法在多径信道下的性能。分析分布式MIMO-OFDM系统模型,在OVPSP算法的基础上进行改进,提出多径信道下符号定时的改进算法,能够在路径损耗严重的多径瑞利衰落信道下,实现分布式MIMO-OFDM系统的精确定时估计,并通过Matlab仿真进行分析。仿真结果证明：该方法比传统的符号定时算法精度提高了30%,能实现更为精确的定时,有较好的应用前景。     

基于改进蚁群算法的多约束供应保障网络路径优化

针对网络优化领域中的多约束网络路径优化问题,以战时供应保障路径优化问题为研究对象,建立一种保障代价最小的路径优化模型。分析保障路径优化中存在多约束限制问题的特点,在基本蚁群算法的基础上引入蚂蚁相遇策略,融合了多约束条件对保障路径优化的影响,通过正、逆反馈同时作用,对信息素更新策略进行改进,并对搜索最优保障路径实例的仿真。仿真结果显示:改进蚁群算法平均执行时间较基本蚁群算法提高了40.1%,说明改进的蚁群算法能在更短的时间内找到最优解,而且在避免陷入局部最优解方面具有更好的效果。     

基于PMF和TERCOM组合算法的水下地形匹配技术

南于自主式水下航行器的导航受海水环境的影响,其定位精度不高,目前较好的解决方法之一是采用水下地形匹配辅助导航系统.本文针对该系统最核心部分的匹配算法,提出了一种定位精度更高的组合算法.为了解决质点滤波(PMF)算法存在的计算量大、收敛速度慢和对初始误差比较敏感的问题,提出了一种将地形轮廓匹配(TERCOM)算法和PMF算法进行组合的方案.首先分析了搜索区域分辨率对PMF算法的影响,然后分别对以TERCOM为粗匹配、PMF为精匹配和以PMF为粗匹配、TERCOM为精匹配的两种组合算法进行了仿真比较.结果表明,第1种组合算法无论在大起伏地形还是在平坦地形中都显示出了更快的收敛性和更高的定位精度,是一种具有较高工程应用价值的算法.     

基于迷宫算法的水雷危险区荐用航道判定方法

为了在现代反水雷作战中快速确定雷区边界和搜索荐用航道,并对荐用航道进行科学判定,提出一种基于迷宫算法的航道判定方法。利用猎雷声纳的探测识别功能,对雷区或水雷可疑区域进行侦查,对可疑目标进行记录,快速搜寻出一条或数条通道;利用李氏迷宫算法的基本思想,对荐用航道进行判断,得到最合理准确的路径,并给出了具体实现步骤。分析结果表明:该算法能绘制出迷宫2点之间的合理路径,为快速实现荐用航道判定提供方法。     

基于FRFT的几种典型相位编码信号检测与参数估计

多相编码(Frank码、P1码、P2码、P3码与P4码)信号是一类典型的低截获概率雷达信号。针对该类信号的检测与参数估计,分析了多相编码信号的时频分布特征,讨论了多相编码信号在分数阶Fourier域的频谱分布特征,并以Frank码信号为例,推导出多相编码信号的主要特征参数的估计表达式。提出了一种基于分数阶Fourier变换(FRFT)的多相编码信号检测与参数估计算法。该算法给出一种利用FRFT估计多相编码信号载频的方法。最后,仿真结果表明该算法在低信噪比(SNR)条件下对多相编码信号仍具有较好的检测和参数估计效果。     

多型反舰导弹组合攻击最小弹药消耗优化模型

为优化多型导弹组合攻击弹药消耗,提出一种基于萤火虫算法的最小弹药消耗优化模型。在萤火虫算法 基础上,引入自适应步长和自适应搜索半径,结合体系贡献度、排队论、智能算法等相关理论,构建最小弹药消耗 优化模型,利用萤火虫算法全局寻优的优秀性能,对数学模型进行解算。仿真结果表明：该算法具有良好的有效性 和时效性,可为多型反舰导弹组合攻击的作战方案制定及训练提供参考。     

室内移动机器人运动规划与导航算法优化

为提高动态规划算法的效率与安全性,设计一种适用于动态复杂环境运动规划的优化算法.从状态搜索空间、路径重规划和路径平滑性3个方面对跳点搜索(jump point search,JPS)路径规划算法进行优化,通过与动态窗口法(dynamic window approach,DWA)轨迹规划算法融合对其评价函数进行优化,实现基于动态窗口方式的实时避障,并对A*、JPS算法和改进JPS算法的仿真测试进行对比实验.实验结果证明了该优化算法的可行性与安全性.