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基于自注意力机制和CNN-LSTM的空战目标机动轨迹预测
被引量：
6
1
作者
李战武
张帅
+3 位作者
乔英峰
王强
姜勇
张飞
《兵器装备工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第7期209-216,共8页
空战目标机动轨迹是有丰富时空特征的多维时间序列,具有高度复杂性和不确定性。针对现阶段轨迹预测运动学模型建立困难、时序预测的方法难以提取时空特征且只能单一的从T到T+1时刻的顺序式训练的问题,文中提出了一种自注意力机制(self-a...
空战目标机动轨迹是有丰富时空特征的多维时间序列,具有高度复杂性和不确定性。针对现阶段轨迹预测运动学模型建立困难、时序预测的方法难以提取时空特征且只能单一的从T到T+1时刻的顺序式训练的问题,文中提出了一种自注意力机制(self-attention,ATT)和卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)-长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)结合的模型(CNN-LSTM-ATT)。离线状态下训练模型,获得的最优模型可以实现目标机动轨迹的高精度预测。文中模型与CNN-LSTM、LSTM模型进行单步预测对比分析,具有良好的单步预测和不同过载机动预测的能力。考虑到电磁干扰和复杂环境导致传输数据的误差和缺失,进行了目标轨迹的5步预测,预测结果和评价指标均优于CNN-LSTM、LSTM模型。
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关键词
机动
轨迹
预测
空战数据分析
多层次时间序列
Self-Attention
多步
轨迹
预测
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职称材料
基于远距空空导弹轨迹数值优化的机-弹协同导引方法
2
作者
张迁
颜冠伟
+2 位作者
聂勤
陈锐海
刘家宁
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第17期183-199,共17页
高性能无人机平台凭借灵活的作战空域、丰富的信息资源、强大的计算能力等优势逐渐成为了空战中的新质力量,本文针对远距协同攻击非合作目标面临的机载任务决策问题,提出了一种基于轨迹数值优化的机-弹协同导引算法。首先,建立了机-弹...
高性能无人机平台凭借灵活的作战空域、丰富的信息资源、强大的计算能力等优势逐渐成为了空战中的新质力量,本文针对远距协同攻击非合作目标面临的机载任务决策问题,提出了一种基于轨迹数值优化的机-弹协同导引算法。首先,建立了机-弹远距协同作战的质心运动微分动力学方程,并设计了轻量化数值积分算法快速计算机-弹的轨迹序列。其次,设计了时间-空间-角度约束下导弹轨迹的高效二次型数值优化求解算法,并给出了数值形式下的矩阵迭代运算格式。然后,采用改进Kmeans聚类算法将预测命中区凸包划分为导弹协同攻击子区域,并根据动态观测量对非合作目标的命中子区域进行概率计算与更新。最后,考虑了区域协同攻击、波次同点攻击两种协同方式,设计了机-弹最优协同导引的目标函数及约束方程,来优化机-弹协同作战能力。仿真实验验证了所提算法的正确性及有效性,高性能无人机完成了对非合作目标的区域协同与波次协同的导引决策且脱靶量不大于1 m,所提数值优化算法在嵌入式环境下耗时不大于150 ms,具有一定的工程应用参考价值。
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关键词
高性能无人机
协同作战
远距空空导弹
轨迹
数值优化
大
机动
目标
轨迹
预测
最优协同导引策略
原文传递
题名
基于自注意力机制和CNN-LSTM的空战目标机动轨迹预测
被引量：
6
1
作者
李战武
张帅
乔英峰
王强
姜勇
张飞
机构
空军工程大学航空工程学院
[
出处
《兵器装备工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第7期209-216,共8页
基金
研究生创新实践基金项目(CXJ2022001)。
文摘
空战目标机动轨迹是有丰富时空特征的多维时间序列,具有高度复杂性和不确定性。针对现阶段轨迹预测运动学模型建立困难、时序预测的方法难以提取时空特征且只能单一的从T到T+1时刻的顺序式训练的问题,文中提出了一种自注意力机制(self-attention,ATT)和卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)-长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)结合的模型(CNN-LSTM-ATT)。离线状态下训练模型,获得的最优模型可以实现目标机动轨迹的高精度预测。文中模型与CNN-LSTM、LSTM模型进行单步预测对比分析,具有良好的单步预测和不同过载机动预测的能力。考虑到电磁干扰和复杂环境导致传输数据的误差和缺失,进行了目标轨迹的5步预测,预测结果和评价指标均优于CNN-LSTM、LSTM模型。
关键词
机动
轨迹
预测
空战数据分析
多层次时间序列
Self-Attention
多步
轨迹
预测
Keywords
maneuvering trajectory prediction
analysis of air combat data
multi-level time series
Self-Attention
multi-step trajectory prediction
分类号
V246 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
基于远距空空导弹轨迹数值优化的机-弹协同导引方法
2
作者
张迁
颜冠伟
聂勤
陈锐海
刘家宁
机构
航空工业成都飞机设计研究所
电子科技大学航空航天学院
西北工业大学航空学院
西北工业大学航天学院
出处
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第17期183-199,共17页
基金
中国博士后科学基金(2022M712588)
陕西省自然科学基础研究计划(2022JQ-061)。
文摘
高性能无人机平台凭借灵活的作战空域、丰富的信息资源、强大的计算能力等优势逐渐成为了空战中的新质力量,本文针对远距协同攻击非合作目标面临的机载任务决策问题,提出了一种基于轨迹数值优化的机-弹协同导引算法。首先,建立了机-弹远距协同作战的质心运动微分动力学方程,并设计了轻量化数值积分算法快速计算机-弹的轨迹序列。其次,设计了时间-空间-角度约束下导弹轨迹的高效二次型数值优化求解算法,并给出了数值形式下的矩阵迭代运算格式。然后,采用改进Kmeans聚类算法将预测命中区凸包划分为导弹协同攻击子区域,并根据动态观测量对非合作目标的命中子区域进行概率计算与更新。最后,考虑了区域协同攻击、波次同点攻击两种协同方式,设计了机-弹最优协同导引的目标函数及约束方程,来优化机-弹协同作战能力。仿真实验验证了所提算法的正确性及有效性,高性能无人机完成了对非合作目标的区域协同与波次协同的导引决策且脱靶量不大于1 m,所提数值优化算法在嵌入式环境下耗时不大于150 ms,具有一定的工程应用参考价值。
关键词
高性能无人机
协同作战
远距空空导弹
轨迹
数值优化
大
机动
目标
轨迹
预测
最优协同导引策略
Keywords
high performance unmanned aerial vehicle
collaborative combat
long-range air-to-air missiles
trajectory numerical optimization
trajectory prediction of large maneuvering targets
optimal cooperative guidance strategy
分类号
V271 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
TJ765.3 [兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于自注意力机制和CNN-LSTM的空战目标机动轨迹预测
李战武
张帅
乔英峰
王强
姜勇
张飞
《兵器装备工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023
6
下载PDF
职称材料
2
基于远距空空导弹轨迹数值优化的机-弹协同导引方法
张迁
颜冠伟
聂勤
陈锐海
刘家宁
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
原文传递
已选择
0
条
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参考文献
引证文献
统计分析
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