基于二次区域划分的机器鱼比赛策略

为提高机器鱼顶球的快速性、连续性以及顶球效率,提出一种基于二次区域划分的比赛策略。在分析经典顶球算法的基础上,从球和球门的相对位置出发,将场地进行区域划分;针对不同的区域,再根据鱼、球和对方球门的坐标几何位置关系进行动态区域划分,据此决策出最优的顶球算法完成进攻,并在机器鱼比赛平台上对设计的策略进行具体验证。实验结果表明:该策略是有效、可行的,不仅能缩短进球时间,还能做到有效防守,增强本队竞争力。     

2D 仿真机器鱼生存挑战关键技术策略

在国际水中机器人大赛中,针对2D 仿真机器鱼生存挑战项目比赛过程中出现的不确定性因素,介绍一 种圆圈算法。通过分析2D 生存挑战比赛规则,从策略和算法上进行研究,主要阐述进攻鱼和躲避鱼的防守策略, 其中,躲避鱼有逃跑和穿孔2 种基本策略。介绍了特殊位置处理和躲避抓捕的圆圈算法。结果表明：该方法是有效、 可行的,在防守鱼恰巧抵挡住攻击鱼时效果尤为明显。     

水中机器人2D 仿真的策略优化

针对现行水中机器人2D仿真1vs1比赛中的顶球算法以及策略的不足,提出一种教学建模和区域划分的方法。介绍一种新的基于区域的自适应顶球策略,即在顶球的过程中,将比赛场地分成若干区域,并在算法中采用有限自动机,不同的策略可自适应地应用于不同的区域中。实验结果证实：优化后的顶球算法配合区域划分策略能够实现更快速有效地进球,同时也提出了现有平台的优化建议。     

水中机器人2D仿真水中搬运策略优化

基于 URWPGSim2D 仿真平台,对现有的比赛策略进行优化和改进.首先从整体层次出发提出一种全新的比赛策略;然后针对平台不确定性,引入了 PID模糊控制对基础动作进行优化;最后,针对近距离带球难以精确控制的问题,提出了近距离尾切式顶球算法,并进行模拟实验验证.实验结果表明:带球总耗时降低约34.78%,带球动作的精准度明显提高,能够实现快速带球的目标.     

水中机器人2D 仿真水球斯诺克策略优化

基于URWPGSim2D仿真平台,提出一种新型的比赛策略和顶球算法。介绍2D仿真水球斯诺克现有的比赛策略、顶球算法,给出优化后的比赛策略,根据速度性和连贯性,提出一种自动换挡的机器鱼顶球算法,并以实例对优化后的比赛策略和顶球算法进行仿真实验。实验结果表明：优化后的比赛策略的稳定性有所提高,使顶球更加平稳快速。     

基于URWPGSim2D 仿真新平台之抢球大作战的策略分析

为了能在抢球大作战比赛过程中使我方机器鱼处于一种积极主动的状态,针对2013年中国水中机器人大赛2D仿真抢球大作战项目的新平台和新环境,从比赛策略和顶球算法2方面进行研究,提出了基于区域划分法的机器鱼顶球算法,对我方的2条机器鱼的运动进行了分工和优化。实验结果表明,该新型比赛策略是比较有效的。     

一种划分特殊与一般的抢球博弈策略

为了进一步提高机器鱼在抢球博弈项目中的进攻效率,提出一种划分特殊与一般的比赛策略.在区域划分的基础上,从鱼与水球的距离及相对位置出发,划分特殊情况与一般情况,独立处理特殊情况后,针对一般情况,根据球与球门的距离远近及所处区域,利用动态规划思想,选出机器鱼最先要进攻的球与球门,并在机器鱼比赛平台上对设计的策略进行具体验证.实验结果表明:该策略是有效、可行的,实现了各种情况下最佳水球的选择,大大缩短了抢球博弈中多次进球所需要的时间.     

一种基于中垂线路径规划的仿真机器鱼射门算法

为提高仿真机器鱼在进攻过程中的射门效率和准确度,减少水波和敌方对仿真鱼的干扰[1],设计一种基于仿真鱼的刚体中心点和仿真水球中心点连线的中垂线的射门路径最优路径规划算法[2]。介绍中垂线路径规划最优射门算法,分析算法用于射门存在的问题,给出射门算法改进的基本思路,提出算法的实现方法,并以实例进行仿真及效果评价。该算法已成功应用于机器鱼水球比赛1vs1、3vs3、水球斯诺克等中。实际应用结果表明:该算法实现简洁巧妙,进攻效率高而且抗干扰强,能使机器鱼在最短的时间内寻找一条合适路径然后顶球射门[3]。     

基于线性回归的2D仿真生存挑战策略

针对国际水中机器人大赛2D 仿真生存挑战项目,提出一种应对当前主流进攻方式的防守策略：基于线 性回归的防守策略。介绍2D 仿真生存挑战比赛情况,阐述当前主流进攻防守策略,分析攻守双方速度,寻找消除 进攻方速度优势的游行轨迹。结果表明：该策略能很好地完成防守任务,不让进攻鱼发挥自身的速度优势,增加自 身的存货可能。笔者运用该策略曾经在2015 年中国水中机器人大赛上取得过亚军。     

基于线性回归的2D 仿真生存挑战策略

针对国际水中机器人大赛2D 仿真生存挑战项目,提出一种应对当前主流进攻方式的防守策略：基于线 性回归的防守策略。介绍2D 仿真生存挑战比赛情况,阐述当前主流进攻防守策略,分析攻守双方速度,寻找消除 进攻方速度优势的游行轨迹。结果表明：该策略能很好地完成防守任务,不让进攻鱼发挥自身的速度优势,增加自 身的存货可能。笔者运用该策略曾经在2015 年中国水中机器人大赛上取得过亚军。     

基于NSGA-Ⅲ算法的集群目标来袭火力分配建模与优化

火力分配建模与优化作为集群目标来袭防御任务规划的关键环节,对提高防御效果、保证任务完成质量具有重要意义。针对集群目标来袭防御策略呈现出由传统点对点饱和攻击向合理火力覆盖转变的基本趋势,建立以攻击效益最大、自身剩余价值最大、武器消耗最小为目标函数,以毁伤门限、武器资源总数和0-1整数约束为约束条件的集群目标火力分配模型;提出基于非支配排序遗传算法-Ⅲ（NSGA-Ⅲ）的集群目标来袭火力分配优化框架,给出具体的优化流程;面向想定的作战任务进行仿真实现,并通过收敛性指标和间距指标对NSGA-Ⅲ算法与第2代强度Pareto进化算法、NSGA-Ⅱ算法的性能进行对比分析。结果表明,NSGA-Ⅲ算法各项性能更优,能够更有效地解决集群目标来袭火力分配建模与优化问题。     

基于不完全信息博弈的军事信息网络主动防御策略选取

针对军事信息网络的防御策略选取问题,分析军事信息网络的攻防对抗特点,提出一种军事信息网络主动防御策略选取方法。该方法基于不完全信息博弈对网络攻防过程进行建模,从网络安全属性的角度出发对攻防收益进行量化;以防御效能作为策略选取的标准,设计主动防御策略选取算法。与传统基于博弈论的网络防御方法相比,该方法具有如下优势：在模型设计和收益量化方面更加符合网络攻防实际;能够以纯策略的形式进行主动防御策略选取,有效解决当前以概率形式进行防御策略选取不便于理解和操作的问题。通过实验验证了所提方法的合理性和可行性,并通过防御收益分析总结了网络安全防御的一般规律。     

2D 仿真3vs3 机器鱼协作防守策略研究

在仿真机器鱼水球3vs3比赛中,针对传统防守策略的不足,基于URWPGSim2D仿真平台提出一种新的协作防守策略。在分析目前比赛策略存在的问题的基础上,将防守区域划分为底线防守区域和绝对危险区域,在不同区域采用不同的防守策略,并根据守方区域可能出现的3种防守情形进行针对性的部署分析。实践结果表明,该策略在实际应用中取得了较好的成果。     

基于URWPGSim2D平台的机器鱼稳定性及路径规划

水中机器人水球比赛2D仿真平台URWPGSim2D是对水中机器人进行仿真测试的平台,由北京大学智能控制实验室组织开发,真实模拟仿真机器鱼各个关节的位姿变化,运动状态变化及机器鱼水球比赛运行等状况.基于 URWPGSim2D 平台提供的策略,经过大量实验对比,对水中机器人在仿真环境下的稳定性进行深入研究,意在提高水中机器人的稳定性,从而提高仿真比赛项目策略的健壮性,进而为未来实体水中机器人奠定良好的算法基础.该策略实现的比赛程序在2016年国际水中机器人大赛中荣获二等奖,表明了策略的有效性.     

基于MAS的防空武器协同作战决策研究

针对防空武器协同作战决策效率不足的问题,提出一种改进的合同网协议方法。根据防空作战实际情况,建立基于MAS的防空武器协同作战体系结构,给出基于MAS的防空武器协同作战策略,结合要地防空作战实例,采用 NetLogo 仿真平台对改进前后的合同网模型进行验证分析。仿真结果表明：改进合同网模型能有效降低武器间通信负载,缩短武器系统反应时间,从而提高防空武器协同作战效率。     

多阶段平台动态防御的Markov演化博弈模型及迁移策略

为提升持续性和阶段性攻击下平台动态防御效率,提出多阶段平台动态防御的Markov 演化博弈模型和迁移策略。从平台动态防御的网络攻防原理入手,分析平台动态防御的循环性和阶段性特点,进行多阶段平台动态防御的关键参数和收益计算;建立多阶段平台动态防御的Markov 演化博弈模型,针对博弈的阶段性,在总收益计算中引入折现因子和转移概率;在此基础上,研究纳什均衡在多阶段Markov平台动态防御演化博弈中的存在性,给出纳什均衡解和最优迁移策略选取算法。通过示例设计迁移策略的分析流程,仿真结果验证了所提模型和迁移策略的有效性。     

火炮武器－目标分配模型及其算法研究

根据火炮不同作战任务或作战目的,防空反导火炮作战目标分配需遵循最大威胁法则,而远程压制火炮作战目标分配需遵循最大毁伤法则。针对火炮武器－目标分配问题,提出了两种典型的火炮武器－目标分配模型,分别为防空反导、远程压制目标分配。针对上述模型提出了基于模拟退火的目标分配优化算法,并通过嵌入局部领域贪婪搜索策略,提高了该算法的收敛速度和搜索效率。仿真结果表明,该算法具有收敛速度快、分配偏差低的优点,在军事领域具有潜在的应用价值。     

城市防空中目标威胁评估的多属性决策排序模型

城市防空作战目标威胁评估排序模型,利用多属性决策(MADM)理论建立.其步骤包括对各属性按威胁程度影响大小进行量化、确定权重值及建立目标威胁度模型.该方法全面考虑城市空袭与防空作战中各种因素的影响,解决了城市防空中目标威胁评估与排序问题,能有效提高城市防空作战效能.     

主动防御非奇异终端滑模协同制导律

由于在大气层外突防的弹道导弹机动能力很小易被导弹防御系统拦截,因此研究提高突防概率的有效手段具有重要的实用价值。提出基于主动防御方式的分阶段非奇异终端滑模协同制导律,防御导弹的制导过程分为阶段1和阶段2两个阶段。阶段1设计基于视线三角制导策略的制导律,防御导弹将自身控制在目标和拦截导弹的视线上,能有效降低防御导弹需用过载,对相对运动模型进行近似,带来的误差比较小;阶段2设计零化视线转率策略的制导律,使用更加精确的相对运动模型,避免了阶段1近似建模在制导后期带来的较大误差。仿真计算结果验证了该制导律的有效性。