偵察型無人機(jī)監(jiān)督控制中的操作員自主代理技術(shù)研究.pdf

1、在偵察型無人機(jī)監(jiān)督控制系統(tǒng)中，操作員在智能化系統(tǒng)的幫助下完成目標(biāo)識(shí)別任務(wù)。在執(zhí)行任務(wù)的過程中，操作員需要處理的圖像信息是海量的。這些回傳圖像并不是都含有有用信息。而且操作員長時(shí)間的觀察無人機(jī)實(shí)時(shí)回傳的圖像信息會(huì)使操作員的工作負(fù)擔(dān)顯著增加。操作員自主代理能夠?qū)貍鲌D像信息進(jìn)行預(yù)處理，并能輔助操作員執(zhí)行任務(wù)來減輕操作員的工作負(fù)擔(dān)。因此，設(shè)計(jì)一個(gè)操作員自主代理對單個(gè)操作員監(jiān)督控制多架偵察型無人機(jī)具有十分重要的意義。
　　本文對偵察型無人

2、機(jī)監(jiān)督控制中的操作員自主代理技術(shù)進(jìn)行了研究，主要完成的工作以及創(chuàng)新點(diǎn)為：
　?。?）對操作員自主代理進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)。分別對自主代理所處理的含疑似目標(biāo)圖像信息和自主代理所服務(wù)的操作員進(jìn)行建模與分析。其中，含疑似目標(biāo)的圖像信息模型不僅與圖像中所包含的疑似目標(biāo)種類、數(shù)量有關(guān)，還與操作員當(dāng)前關(guān)注的目標(biāo)有關(guān)。操作員的工作負(fù)擔(dān)隨著工作時(shí)間的增加而不斷增加，同時(shí)態(tài)勢感知能力在不斷降低，任務(wù)處理時(shí)間也在增加。在理解操作員自主代理的輸入輸出后，對操

3、作員自主代理各模塊進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。操作員自主代理由四部分組成：信息分類與存儲(chǔ)模塊，任務(wù)調(diào)度模塊，任務(wù)時(shí)間分配模塊和人機(jī)交互模塊。
　?。?）對含疑似目標(biāo)的圖像信息進(jìn)行分類存儲(chǔ)。圖像信息分類是根據(jù)圖像信息中所包含的疑似目標(biāo)種類而確定的。含疑似目標(biāo)圖像的相關(guān)信息包括目標(biāo)經(jīng)緯度，目標(biāo)選中框的像素點(diǎn)坐標(biāo)，圖像拍攝時(shí)間，所拍攝無人機(jī)編號(hào)等。將這些相關(guān)信息存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫表格中，方便對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。
　　（3）在不確定任務(wù)執(zhí)行時(shí)間的情況下，

4、提出了基于操作員關(guān)注目標(biāo)的啟發(fā)式調(diào)度算法?；诓僮鲉T所關(guān)注的疑似目標(biāo)，為數(shù)據(jù)庫中包含操作員關(guān)注目標(biāo)的圖像信息賦予動(dòng)態(tài)的任務(wù)權(quán)重。操作員處理各圖像信息的任務(wù)處理時(shí)間與操作員當(dāng)前的態(tài)勢感知能力以及任務(wù)的難易程度有關(guān)。任務(wù)處理時(shí)間是不確定的，但是可以確定上下界。針對不確定的任務(wù)執(zhí)行時(shí)間和動(dòng)態(tài)權(quán)值，提出了基于操作員關(guān)注目標(biāo)的啟發(fā)式調(diào)度算法U1。該算法能夠?qū)⑷蝿?wù)權(quán)重大且處理時(shí)間短的圖像信息優(yōu)先推薦給操作員執(zhí)行。
　?。?）提出了基于卡爾曼濾

5、波算法的眼部運(yùn)動(dòng)分類算法。對人的眼部運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析建模。操作員的眼部運(yùn)動(dòng)可以看做是速度為常速度的運(yùn)動(dòng)與加速度為高斯白噪聲的運(yùn)動(dòng)的疊加?；谘蹌?dòng)儀的測量方程以及眼部運(yùn)動(dòng)模型，應(yīng)用卡爾曼濾波算法提出眼部運(yùn)動(dòng)分類算法。其中眼部運(yùn)動(dòng)可以分為三類：注視，移視和掃視。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該算法能夠準(zhǔn)確的分辨操作員的眼部運(yùn)動(dòng)類型。
　?。?）提出了基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃的最優(yōu)任務(wù)時(shí)間分配算法。本文在考慮操作員模型的基礎(chǔ)上，為操作員處理的圖像信息進(jìn)行建模，通過動(dòng)態(tài)