面向反水雷的海空协同时间最优雷区覆盖规划方法

面向海空无人编组高效反水雷的任务需求,提出了一种雷区最优覆盖规划算法.该算法利用无人机探雷编组的速度优势对重点水域进行侦察,并应用高斯过程回归求得水雷分布态势,结合无人艇速度权重设计代价函数,对雷区进行了最优划分,以提高作业效率.进一步考虑无人艇的欠驱动运动学模型对覆盖问题的影响,设计运动规划算法引导无人艇向其主导区域内的最优位置移动,充分利用无人艇编组机动能力,使灭雷任务完成时间最优.通过仿真实验比较所提算法与基线算法,验证所提出算法在反水雷效率方面的优势.

通道修正均衡化的水下图像增强算法

水中介质和微粒的影响导致光波传播衰减和散射,在成像过程中水下图像会出现模糊和色偏等情况,这些水下成像退化的情况给水下的目标识别、目标跟踪、特征提取等应用带来困难.针对以上问题,本文提出了一种基于通道修正均衡化的暗通道先验(CCD)水下图像增强算法:首先是对色偏的水下图像进行通道修正均衡化,利用直方图强度中心做一个映射,并将映射的三通道信息融合到限制对比度自适应直方图均衡化中,改善了图像色偏和对比度不足的情况;其次是通过暗通道先验算法进行去模糊,通过水下增强图像数据集的实验表明, CCD比现有算法更有效地应对了水下图像成像退化问题,取得了更好的图像质量指标;此外,在特征检测预处理步骤中,本文方法能够将检测特征点数提高约1.88倍.

面向海上目标打击的无人编组弹性运动规划

针对空海无人编组对海上目标的高效能打击任务需求,提出了一种能够应对敌方攻击的弹性运动规划方法。结合作战单元欠驱动运动学模型,根据敌我相对运动状态设计了控制障碍函数,并在考虑敌方最大程度破坏安全边界的前提下构建了安全集前向不变性约束,从而通过配置作战单元的线速度和角速度生成威胁规避动作。为解决己方无人机遭遇多架敌机拦截时由多约束冲突导致的算法可行性问题,在约束中引入与敌机威胁大小相关的松弛变量系数并设计(UAV)了备用控制器。在此基础上,提出无人艇对空火力支援算法,以协助己方无人机突防。仿真结果表明,该方法能够使己方编组在敌方无人机速度占优且采用最优追击策略的情况下,获得较高的水面目标打击成功率。