基本介紹
- 書名：深空探測器自主任務規劃技術
- 作者：徐瑞，崔平遠，朱聖英
- ISBN：978-7-04-050913-7
- 類別：自然科學
- 頁數：220
- 定價：￥89
- 出版社：高等教育出版社
- 出版時間：2018-12-19
- 裝幀：精裝
- 開本：16開
內容簡介,目錄,
內容簡介
深空探測是人類了解宇宙、探索太陽系、獲取更多科學認知的重要手段。隨著科學技術水平的發展，人類已經具備了通過航天活動來探索地球以外天體的能力。深空探測是21世紀世界宇航大國關注的焦點之一，它有利於促進對太陽系及宇宙形成與演化等問題的研究，有利於推動空間技術的跨越式可持續發展。深空探測任務的實施對於推動航天事業發展、引領國家科技進步與創新發揮著十分重要的作用。深空探測器自主技術是解決遠距離探測器自主運行和管理的一條有效途徑。智慧型規劃技術是實現自主探測器的關鍵技術之一。然而深空探測器自主任務規劃往往面臨系統難以準確描述、複雜約束推理、規劃搜尋空間膨脹冗餘等難題，對實現探測器自主管理提出了更大的挑戰。本書共8章，對規劃知識表示方法、時間約束推理方法、規劃中資源約束處理方法、多智慧型體規劃技術、深空探測器任務規劃方法、多約束姿態機動規劃方法等進行了深入研究。本書既可作為從事深空探測相關領域工作的研究人員和科技工作者的參考書，也可以作為航空宇航相關學科研究生的教材，並將對促進我國深空探測器在軌自主管理技術的進一步研究和深空探測事業的發展做出貢獻。
目錄
前輔文
第1章 緒論
1.1 背景介紹
1.1.1 深空探測提出的需求
1.1.2 研究的目的和意義
1.2 規劃技術的發展
1.2.1 規劃問題的複雜度
1.2.2 傳統的規劃問題
1.2.3 約束可滿足規劃
1.2.4 等級任務網規劃
1.2.5 機率論規劃
1.2.6 基於時間的規劃技術
1.2.7 調度技術與規劃技術
1.3 基於多智慧型體的規劃技術
1.4 自主探測器及其任務規劃系統
1.4.1 自主探測器的發展
1.4.2 太空飛行器任務規劃調度系統發展現狀
參考文獻
第2章 深空探測器任務規劃系統及規劃知識模型
2.1 引言
2.2 深空探測器任務規劃問題描述
2.2.1 規劃問題
2.2.2 深空探測器系統組成及功能
2.2.3 深空探測器任務規劃問題及規劃目標
2.2.4 規劃系統動態模型
2.2.5 深空探測器任務規劃中的關鍵問題
2.2.6 深空探測器任務規劃系統結構
2.3 基於PDDL的規劃知識建模方法
2.3.1 PDDL簡介
2.3.2 PDDL2.1——STRIPS框架
2.3.3 數值擴展
2.3.4 PDDL2.1——持續性動作
2.4 基於狀態時間線的探測器任務規劃系統知識模型
2.4.1 深空探測器規劃知識分析
2.4.2 探測器規劃知識模型BNF定義
2.4.3 基於時間區間的廣義活動模型
2.4.4 狀態時間線模型
2.4.5 約束關係模型
2.5 基於XML的探測器規劃知識表示
2.5.1 用XML表示探測器規劃知識的優勢分析
2.5.2 規劃知識數據文檔定義
2.5.3 基於XML的規劃知識表示
2.5.4 基於XML的規劃知識查詢和操作機制
2.6 本章小結
參考文獻
第3章 時間約束網路及其處理方法
3.1 引言
3.2 任務規劃中的時間描述和時間約束問題
3.2.1 任務規劃中的時間描述
3.2.2 任務規劃中的時間約束問題
3.3 簡單時間約束問題
3.3.1 簡單時間約束問題的定義
3.3.2 簡單時間約束的語法和語義
3.3.3 任務規劃中的簡單時間約束網路
3.3.4 簡單時間約束網的推理
3.4 基於幾何表示的時間傳播方法
3.4.1 時間約束的幾何表示方法
3.4.2 約束傳播方法
3.5 任務規劃中的時間約束網路變化分析
3.5.1 任務規劃中的時間約束網路
3.5.2 任務規劃中時間約束網路變化分析
3.6 基於時間約束網路任務規划算法及分析
3.6.1 動態增量式時間約束網路算法
3.6.2 動態增量式時間約束網路算法時間複雜性分析
3.6.3 算法實驗與結果分析
3.7 本章小結
參考文獻
第4章 規划過程中的資源約束處理方法
4.1 引言
4.2 太空飛行器任務規劃中的資源約束問題
4.2.1 資源約束模型
4.2.2 資源約束網路模型
4.3 資源約束處理方法
4.3.1 資源約束網路的最大流算法
4.3.2 資源突變的時間拓撲排序方法
4.4 太空飛行器資源約束的可分配性條件
4.4.1 規劃中資源約束的可分配性條件
4.4.2 時間拓撲排序的資源約束分配方法
4.5 仿真算例
4.6 本章小結
參考文獻
第5章 深空探測器任務規劃方法
5.1 引言
5.2 基於持續動作的時間規劃方法
5.2.1 持續動作的知識表示
5.2.2 前向鏈式搜尋算法
5.2.3 啟發式設計
5.3 基於疊代修復的深空探測器任務規劃方法
5.3.1 時間線模型知識
5.3.2 衝突
5.3.3 衝突修復搜尋算法
5.4 基於約束可滿足問題求解技術的深空探測器任務規劃
5.4.1 約束可滿足編碼問題
5.4.2 CSP中的變數排序問題
5.4.3 CSP 中的約束處理技術
5.5 本章小結
參考文獻
第6章 深空探測器多智慧型體任務規劃方法
6.1 引言
6.2 智慧型體與多智慧型體系統
6.3 基於多智慧型體的規劃問題求解
6.3.1 規劃智慧型體及其特性
6.3.2 基於多智慧型體的規劃問題
6.3.3 基於多智慧型體的規劃問題複雜性分析
6.4 基於多智慧型體的深空探測器任務規劃系統設計
6.4.1 基於多智慧型體的深空探測器任務規劃系統結構
6.4.2 規劃管理智慧型體
6.4.3 規劃智慧型體
6.4.4 基於XML內容的規劃智慧型體通信機制
6.5 基於多智慧型體的深空探測器任務規劃與協作
6.5.1 基於時間約束網路的規劃智慧型體算法
6.5.2 基於多智慧型體的規劃系統協作算法
6.6 基於多智慧型體的任務規劃系統分析和實例說明
6.6.1 基於多智慧型體的任務規劃系統智慧型體特性分析
6.6.2 基於多智慧型體的任務規劃系統的複雜性分析
6.7 本章小結
參考文獻
第7章 多約束條件下的姿態機動規劃方法
7.1 引言
7.2 太空飛行器姿態機動約束建模與分析
7.2.1 坐標系定義與姿態描述方法
7.2.2 太空飛行器內部姿態約束
7.2.3 姿態指向約束
7.3 多約束下抗退繞姿態機動路徑規劃
7.3.1 路徑規劃RRT算法
7.3.2 基於CE-RRT路徑最優規划算法
7.3.3 仿真與分析
7.4 多約束下能量最優姿態機動路徑規劃
7.4.1 非凸二次約束二次規劃
7.4.2 基於分支定界的姿態機動路徑規劃方法
7.4.3 仿真與分析
7.5 多約束下時間最優姿態機動路徑規劃
7.5.1 ATDE算法全約束時間最優問題求解
7.5.2 評價函式構造
7.5.3 仿真與分析
7.6 本章小結
參考文獻
第8章 深空探測器任務規劃技術套用
8.1 引言
8.2 深空探測器多智慧型體任務規劃仿真系統
8.2.1 仿真系統的總體設計
8.2.2 基於XML的深空探測器規劃知識管理系統設計
8.2.3 基於多智慧型體的探測器任務規劃系統設計
8.2.4 規劃智慧型體和規劃管理智慧型體的實現
8.2.5 時間約束網路及其算法的實現
8.2.6 深空探測器任務規劃系統仿真實驗及結果分析
8.3 太空飛行器自主觀測任務規劃系統及套用
8.3.1 自主觀測任務規劃程式設計
8.3.2 自主觀測任務規劃仿真系統的設計與實現
8.3.3 自主觀測任務規劃結果分析平台
8.3.4 規劃系統仿真與結果分析
8.4 火星探測器自主任務規劃與管理系統設計
8.4.1 軟體設計架構
8.4.2 軟體界面總體設計
8.4.3 數據流程
8.4.4 仿真測試結果
8.5 本章小結
