無人機(jī)(UAV,Unmanned Aerial Vehicles),又稱無人駕駛飛機(jī),與其它載人飛機(jī)相比擁有很多的優(yōu)點(diǎn)。無人機(jī)的典型應(yīng)用領(lǐng)域包括在城市環(huán)境中偵察和監(jiān)視任務(wù),目標(biāo)跟蹤和回避演習(xí),搜索和救援行動(dòng),國土安全等。仿生計(jì)算是利用計(jì)算機(jī)來模擬生物現(xiàn)象,同時(shí)通過對生物生命的研究來提高計(jì)算機(jī)的使用效率,這一領(lǐng)域已經(jīng)吸引了很多研究者的關(guān)注。各種仿生計(jì)算模型的提出及應(yīng)用成功地解決了許多實(shí)際問題,如蟻群優(yōu)化(ACO),粒子群優(yōu)化(PSO),人工蜂群(ABC)和差分進(jìn)化算法(DE)等。本書主要包括了作者運(yùn)用仿生計(jì)算在無人機(jī)控制方面的相關(guān)工作,比如路徑規(guī)劃、編隊(duì)飛行控制、異構(gòu)協(xié)同控制多架無人機(jī)/無人地面車輛(UGV)及基于視覺的監(jiān)視和導(dǎo)航問題等。
作者段海濱博士是北京航空航天大學(xué)的教授,現(xiàn)為IEEE高級會(huì)員,中國人工智能學(xué)會(huì)(CAAI)的委員和中國自動(dòng)化協(xié)會(huì)(CAA)的委員。他已在SCI收錄的國際期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文50余篇,授權(quán)發(fā)明專利17項(xiàng)、實(shí)用新型專利3項(xiàng),計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)登記12項(xiàng)。目前的研究興趣包括仿生計(jì)算,多無人機(jī)協(xié)同控制,以及生物計(jì)算機(jī)視覺。
全書共8章:1. 引言:介紹了無人機(jī)的發(fā)展并強(qiáng)調(diào)了仿生智能在實(shí)現(xiàn)更高自主能力方面的作用;2. 仿生計(jì)算算法:介紹了4個(gè)具有代表性的仿生算法:蟻群優(yōu)化(ACO),粒子群優(yōu)化(PSO),人工蜂群(ABC)和差分進(jìn)化算法(DE),對其生物靈感、原理、以及該算法的執(zhí)行過程進(jìn)行了詳細(xì)的解釋;3. 無人機(jī)建模與控制器設(shè)計(jì):在無人機(jī)建模的基礎(chǔ)上討論了飛行控制系統(tǒng)的參數(shù)辨識,然后處理了一個(gè)特定類型的控制器設(shè)計(jì)問題;4. UAV路徑規(guī)劃:對單無人機(jī)和多無人機(jī)的2維場景和三維場景采用仿生算法;5. 多無人機(jī)編隊(duì)控制:涉及了三個(gè)編隊(duì)飛行問題,分別是編隊(duì)控制,近距離編隊(duì)(密集隊(duì)形)及編隊(duì)配置;6. 多無人機(jī)/無人地面車輛異構(gòu)控制:介紹了多無人機(jī)/無人地面車輛的異構(gòu)合作以及基于查分進(jìn)化算法(DE)的多無人機(jī)協(xié)同搜索;7. 以生物視覺為基礎(chǔ)的監(jiān)測和導(dǎo)航:主要介紹了涉及基于視覺的監(jiān)視和導(dǎo)航的仿生算法;8. 結(jié)論與展望:討論了無人機(jī)的發(fā)展機(jī)遇,并指出獲得更高的自主能力的潛在挑戰(zhàn)。
本書中在每一章后均列出了十分齊全的參考文獻(xiàn),便于讀者進(jìn)一步研究正文中提到的某些問題。本書適合控制理論與控制工程、飛行器設(shè)計(jì)等相關(guān)領(lǐng)域或?qū)o人機(jī)仿真計(jì)算問題感興趣的研究人員,大學(xué)生和工業(yè)從業(yè)人員閱讀。
李亞寧,碩士研究生
(中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所)endprint