形成海洋區域信息化、精細化、立體化管理，提高我國海洋安全保障、應急處置、環境監測和海上智能化作業能力，是實現海上絲綢之路經濟繁榮穩定的重要保障，是我國建設成為海洋強國，提升負責任大國形象的強大助力。本書是編者在多年從事多智能體協同控制和海洋通信技術研究基礎上整理而成，重點介紹了臨近海面空間內多智能體通信組網優化方法以及臨近海面空間內多智能體協同任務規劃方法，為相關領域研究者提供理論指導。
任佳簡介：男 漢族 34歲，中共黨員。海南大學副教授，博士生導師。長期在電子與通信工程領域從事教學和科研工作。主要研究方向包括人工智能技術和海洋通信技術。研究成果獲得海南省科技進步二等獎1次，發表論文25篇，SCI/EI索引16篇，出版專著2部，申報國家發明專利10項，軟件著作權4項。目前承擔國家科技合作專項1項、國家自然科學基金2項。
目 錄
目 錄 I
圖目錄 I
表目錄 I
第1章 臨近海面空間多智能體協同技術 1
1．1 海洋智能裝備應用前景 1
1．2 多智能體協同技術研究進展 3
1．2．1 海洋智能裝備 3
1．2．2 多智能體協同任務規劃 6
1．2．3 多智能體通信組網優化 12
1．3 臨近海面空間內多智能體協同關鍵問題 13
1．4 本書主要內容 16
1．4．1 海上多智能體編隊編成 16
1．4．2 海上多智能體通信網絡拓撲優化控制 16
1．4．3 基于時間窗口機制的集中式任務規劃 17
1．4．4 基于任務一致性的分布式任務規劃 17
1．5 本書組織結構 18
第2章 無人水面艇技術 20
2．1 引言 20
2．2 早期USV的應用 20
2．3 現代USV的原型-貓頭鷹系列 23
2．4 現代USV技術發展 25
2．4．1 軍用USV技術發展 25
2．4．2 民用USV技術發展 37
2．5 本章小結 42
第3章 海上多智能體編隊編成 43
3．1 引言 43
3．2 編隊編成問題描述 43
3．2．1 編隊編成基本原則 43
3．2．2 編隊編成問題描述 44
3．3 海上多智能體編隊編成模型 44
3．3．1 編隊任務執行效能 44
3．3．2 編隊編成模型 47
3．4 基于DNBPSO的海上多智能體編隊編成算法 48
3．4．1 粒子群優化算法描述 48
3．4．2 DNBPSO算法描述 51
3．4．3 基于DNBPSO的海上多智能體編隊編成算法描述 53
3．4．4 基于DNBPSO的海上多智能體編隊編成算法實現 55
3．5 仿真實驗與分析 56
3．5．1 實驗環境與條件假設 56
3．5．2 仿真實驗與結果分析 58
3．6 本章小結 60
第4章 海上多智能體通信網絡拓撲優化控制 61
4．1 引言 61
4．2 海上無線電波傳播模型 61
4．2．1 海上無線電波傳播環境 62
4．2．2 海上無線電波傳播損耗預測模型 62
4．3 網絡拓撲優化控制模型 65
4．3．1 鏈路通信質量模型 66
4．3．2 網絡連接收益模型 66
4．3．3 網絡連接成本模型 67
4．4 基于DPSO的海上多智能體通信網絡拓撲優化控制算法 68
4．4．1 基于DPSO的海上多智能體通信網絡拓撲優化控制算法描述 68
4．4．2 基于DPSO的海上多智能體通信網絡拓撲優化控制算法實現 70
4．5 基于EM-DPSO的海上多智能體通信網絡拓撲優化控制算法 72
4．5．1 基于EM-DPSO的海上多智能體通信網絡拓撲優化控制算法描述 72
4．5．2 基于EM-DPSO的海上多智能體通信網絡拓撲優化控制算法實現 74
4．5．3 基于EM-DPSO的海上多智能體通信網絡拓撲優化控制算法復雜度分析 76
4．6 仿真實驗與分析 77
4．6．1 實驗環境與條件假設 77
4．6．2 仿真實驗與結果分析 78
4．7 本章小結 81
第5章 海上多智能體協同打擊時敏目標集中式任務規劃 82
5．1 引言 82
5．2 協同打擊時敏目標問題描述 82
5．3 協同打擊時敏目標集中式任務規劃算法 83
5．3．1 集中式任務分配 83
5．3．2 在線路徑規劃 87
5．3．3 集中式任務規劃算法實現 89
5．4 仿真實驗與分析 91
5．4．1 實驗環境與條件假設 91
5．4．2 仿真與分析 92
5．5 本章小結 97
第6章 海上多智能體協同目標跟蹤分布式任務規劃 98
6．1 引言 98
6．2 協同目標跟蹤問題描述 99
6．2．1 通信決策 99
6．2．2 動態任務分配 100
6．2．3 跟蹤路徑規劃 100
6．3 通信決策機制 100
6．4 協同目標跟蹤分布式任務規劃算法 101
6．4．1 分布式動態任務分配 101
6．4．2 跟蹤路徑在線規劃 104
6．4．3 分布式任務規劃算法實現 105
6．5 仿真實驗與分析 107
6．5．1 實驗環境與條件假設 107
6．5．2 仿真與分析 107
6．6 本章小結 115
參考文獻 117
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