多无人机规划与任务分配

《多无人机规划与任务分配》围绕多无人机系统这一热点研究方向展开，对相关理论和技术问题进行了较为全面的分析和介绍，既包括多无人机的协同方式、导航规划、决策与任务分配、定向运动与覆盖、集群的部署、巡航与搜寻等方面的代表性研究方法，又精选了侦察任务实现等工程应用案例，兼具理论的严谨性和工程的实用性，以短小精炼的篇幅阐明了多无人机系统协作的不同研究方向和核心内容。
　　《多无人机规划与任务分配》面向对多无人机协同控制理论与应用技术感兴趣的读者，可指导解决多无人机相关科研项目中遇到的实际问题，适合于国防工业和民用行业相关科研工作者或工程技术人员阅读，自动化、计算机、飞行器设计等相关专业的本科生、研究生以及科研人员的参考书。

[法]雅斯米娜·贝索伊·塞班（Yasmina Bestaoui Sebbane）（1960-2018），法国埃夫里-瓦尔德艾松大学自动化与机器人专业教授。她是埃夫里大学PEDR和IBISC实验室无人机中心负责人，并于2006-2015年担任系主任。在2017年获得学术棕榈奖，领导及参与了许多学术委员会，并与其他大学合作创建新的教学课程。她于1989年在法国南特国立高等机械学院（现为南特中央理工学院）获得控制工程与计算机工程博士学位，并于2000年在法国埃夫里大学获得机器人专业研究指导资格（Habilitation to Direct Research，HDR）。她的研究方向主要包括无人系统的控制、规划与决策，特别是无人机与机器人的研究。

无人机在国防军事、现代战争中发挥着越来越重要的作用，单架无人机难以胜任复杂任务，多无人机协同作战能够有效地完成任务，保证作战效能，实现力量倍增。国内出版的与多无人机系统相关的书籍，或侧重于其协同控制理论与方法，或主要介绍协同路径规划，或以协同决策与控制为主线，亦或是面向多无人机协同作战中的目标搜索决策、目标融合跟踪算法等，以多无人机规划与任务分配为主题的著作相对较少。
　　多无人机规划与任务分配技术是多无人机协同开展搜索、侦察、作战等任务的基础，本书由泰勒-弗朗西斯出版集团CRC出版社于2020年出版作者雅斯米娜·贝索伊·塞班（Yasmina Bestaoui Sebbane）教授长期从事无人机和机器人等无人系统的控制、规划和决策研究，曾于2017年获得学术棕榈奖。本书针对多无人机规划与任务分配实现中所涉及的理论和技术问题进行了较为全面的分析和介绍，既包括多无人机协同方式，飞行规划，决策与任务分配，定向运动与覆盖，飞行器集群的部署、巡航与搜寻等方面的代表性研究方法，又精选了侦察任务实现等工程应用案例。
　　本书翻译工作分工如下：第1-2章由刘杨负责：第3章由李明星负责；第4章由宋佳负责。译者希望通过本书的翻译出版，能够使国内读者了解多无人机决策与任务分配中的基础理论及最新成果，为国内广大具有多智能体系统理论及多无人机协同应用研究背景的科研工作者和工程技术人员提供支撑，也为促进多无人机系统中某一具体问题的深入学习和研究起到抛砖引玉的作用。
　　感谢周思文、杜玉鹏、赵凯、罗雨歇、徐小蔚、童心迪、梁健强、雷彤彤、姜新宇在本书翻译、校对中所做的工作和给予的支持。由于译者水平有限，书中难免存在不妥和疏漏之处，敬请广大读者批评指正！

第1章 多空中机器人规划
1．1 引言
1．2 协作方式
1．2．1 协同
1．2．2 级联型制导律
1．2．3 一致性方法
1．2．4 集群行为
1．2．5 编队的连通性和收敛性
1．3 确定性决策
1．3．1 分布式滚动时域控制
1．3．2 冲突消解
1．3．3 人工势能
1．3．4 符号规划
1．4 通信受限下的关联问题
1．4．1 引言
1．4．2 问题描述
1．4．3 遗传算法
1．4．4 博弈论推理
1．5 不确定环境下多智能体决策
1．5．1 分布式团队决策问题
1．5．2 最优规划算法
1．5．3 任务分配：最优分配
1．5．4 分布式机会约束任务分配
1．6 案例研究
1．6．1 侦察任务
1．6．2 扩大网格覆盖范围
1．6．3 边界巡逻作业优化
1．6．4 随机监控策略
1．7 小结

第2章 飞行规划
2．1 引言
2．2 路径和轨迹规划
2．2．1 配平轨迹
2．2．2 轨迹规划
2．2．3 路径规划
2．2．4 Zermelo问题：风中的飞行器
2．3 引导和避碰／避障
2．3．1 导航
2．3．2 静态障碍物回避
2．3．3 移动障碍物避障
2．3．4 有移动障碍物和固定障碍物的时间最优导航问题
2．4 任务规划
2．4．1 旅行商问题
2．4．2 重新规划或战术和战略规划
2．4．3 路线优化
2．4．4 模糊规划
2．4．5 覆盖问题
2．4．6 自动驾驶飞行器团队的资源管理器
2．5 小结

第3章 定向与覆盖问题
3．1 引言
3．2 运筹学预备知识
3．2．1 交通工具寻径问题
3．2．2 旅行商问题
3．2．3 邮递员问题
3．2．4 背包问题
3．3 定向问题
3．3．1 定向问题描述
3．3．2 无人机传感器选择
3．4 覆盖
……
第4章 部署、巡航和搜寻
参考文献