四阶动力学建模和随机最优控制的UAV目标跟踪

来源：计算机工程与应用杂志2017年第12期北京时间：

作者：蔡鹏飞1，张正本1，孙 挺2

单位：1.河南工学院 计算机科学技术系，河南 新乡 453002；2.西北大学 可视化研究所，西安 710069

摘要：现存大多数固定翼无人机（UAV）跟踪地面目标的方法需要一个或多个严格的假设，限制了实际应用，针对此问题，提出一种基于四阶动力学建模和随机最优控制的UAV跟踪方法。使用四阶动力学方程对UAV随机动态和目标进行初始化建模；通过一个适当的状态转换概率函数帮助UAV为每一个滚转动作画出蒙特卡罗样本；通过随机优化控制问题的解决确定最优控制反馈策略。仿真实验结果验证了该方法在实际应用中的有效性，与其他优秀方法相比，提出的方法的UAV仰角没有超出瞬时视场角（－152°~32°）的范围，目标没有逃离UAV的视线之外，而其他方法会使目标逃离UAV视线一次或两次。另外，能容忍的最高平稳风速最高达6 m/s，高于其他方法。

关键词：固定翼无人机,随机动态,随机优化控制,门特卡罗样本,瞬时视场角