本书以空天信息支持下的多UAV集群可控攻击为应用背景，针对多UAV集群可控攻击协同任务规划问题，瞄准可控攻击技术前沿，重点研究了任务分配和航迹规划关键技术，建立了多UAV协同任务规划模型及分层求解框架；提出了协同任务规划问题的分层求解框架，建立了协同任务分配多约束多目标整数优化模型；提出了混合优化IDE-CNSGA-Ⅱ算法，建立了多UAV集群可控攻击协同航迹规划模型；研究了在线协同任务重分配、面向任务分配的基于Voronoi图理论和遗传算法的航迹快速预估、基于自适应量子免疫克隆算法的协同航迹规划、多UAV集群可控攻击在线即时协同航迹规划等方法，并通过仿真，验证了方法的可行性。 本书瞄准无人集群前沿技术，对集群规划理论和方法进行了探索分析，具有较强的理论性和系统性。本书由浅入深，从理论到实践，具有较强的逻辑性。本书剖析了算法实现，给出了仿真实验结果，具有较强的实践特色。 本书可以作为航空航天、兵器科学与技术等相关专业高年级本科生和研究生的辅导教材，也可作为教师和科研人员的参考资料，还可作为无人集群控制领域研发人员、中高级用户和自学者的参考书。

第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 多UAV协同作战国内外研究现状
1.2.2 任务规划系统国内外研究现状
1.2.3 多UAV协同任务分配方法研究现状
1.2.4 多UAV航迹规划方法研究现状
第2章 多UAV集群可控攻击协同任务规划问题描述与分析
2.1 多UAV集群可控攻击协同作战样式
2.1.1 多UAV集群可控攻击作战体系结构
2.1.2 多UAV集群可控攻击协同作战分析
2.1.3 多UAV集群可控攻击典型协同作战模式
2.2 典型协同作战模式下的协同任务规划问题分析
2.2.1 协同任务规划问题描述
2.2.2 任务规划的特性分析
2.2.3 任务规划系统控制体系结构
2.3 典型协同模式下的任务规划模型
2.3.1 协同任务规划约束条件
2.3.2 协同任务规划技术指标
2.4 任务规划问题分层求解方法
2.4.1 任务规划层次分析
2.4.2 任务规划层次分解框架
本章小结
第3章 多UAV集群可控攻击任务分配问题分析及建模
3.1 多UAV集群协同任务分配概述
3.1.1 一个简单实例
3.1.2 多UAV集群协同任务分配模型概述
3.2 多UAV集群协同任务分配形式化描述
3.2.1 基本假设
3.2.2 协同任务分配形式化描述
3.3 多UAV集群可控攻击多目标协同任务分配模型
3.3.1 决策变量设计
3.3.2 协同任务分配约束条件分析及数学表达
3.3.3 协同任务分配优化指标
3.3.4 协同任务分配数学模型
本章小结
第4章 多UAV集群协同任务分配与在线任务调整方法
4.1 多UAV集群可控攻击协同任务分配求解思路
4.2 进化多目标优化算法
4.2.1 多目标优化模型
4.2.2 进化多目标优化算法
4.2.3 多约束条件下的多目标优化算法
4.3 改进的差分进化CNSGAⅡ算法
4.3.1 CNSGAⅡ算法的流程
4.3.2 差分进化算法
4.3.3 增强边界搜索的多目标差分进化
4.3.4 改进的差分进化CNSGAⅡ算法框架
4.3.5 IDE-CNSGAⅡ算法试验
4.4 基于IDE-CNSGAⅡ算法的多UAV协同任务分配方法
4.4.1 编码设计
4.4.2 目标函数和约束条件
4.4.3 进化操作
4.5 协同任务分配试验结果与比较
4.5.1 试验条件及假设
4.5.2 仿真结果
4.5.3 仿真结果分析
4.6 多UAV集群可控攻击在线协同任务重分配方法
4.6.1 突现任务分类
4.6.2 突现任务执行过程
4.6.3 候选UAV确定方法
4.6.4 完成任务UAV的确定
4.6.5 任务协调
4.6.6 仿真计算
本章小结
第5章 多UAV集群可控攻击协同航迹规划模型
5.1 飞行器航迹规划基本概念
5.1.1 航迹规划定义
5.1.2 航迹规划过程
5.2 航迹规划需要考虑的基本问题
5.3 协同航迹规划问题描述
5.4 多UAV协同航迹规划模型
5.4.1 航迹规划环境的数学描述
5.4.2 飞行航迹表示方法
5.4.3 协同航迹规划约束条件分析及模型
5.4.4 威胁建模
5.4.5 航迹评价及代价函数
5.4.6 总体代价指标
5.4.7 多UAV协同航迹规划数学模型
本章小结
第6章 面向任务分配的UAV航迹快速预估方法
6.1 任务分配与航路预估
6.2 面向任务分配的航迹规划简化模型
6.3 基于Voronoi图的航迹规划方法
6.3.1 Voronoi图的概念
6.3.2 基于Voronoi图的航迹规划空间描述
6.3.3 传统基于Voronoi图的航迹规划方法
6.4 基于Voronoi图和遗传相结合的航迹规划方法
6.4.1 构造赋权有向图
6.4.2 基于遗传算法的最优航迹搜索
6.4.3 基于Voronoi图和遗传算法的航迹规划方法描述
6.5 仿真结果与分析
本章小结
第7章 基于自适应量子免疫克隆算法的协同航迹规划方法
7.1 协同航迹规划基本思想
7.1.1 协同航迹规划策略
7.1.2 协同航迹规划流程及步骤
7.2 自适应量子免疫克隆算法
7.2.1 量子计算基本概念
7.2.2 量子免疫克隆算法
7.2.3 自适应量子免疫克隆算法
7.3 基于AQICA的UAV航迹规划
7.4 基于AQICA算法的UAV协同航迹规划
7.4.1 基于AQICA算法的单架UAV多航迹规划
7.4.2 基于AQICA算法的UAV协同航迹规划仿真
本章小结
第8章 多UAV集群可控攻击在线即时协同航迹规划方法
8.1 在线即时协同航迹规划问题描述
8.2 典型多UAV集群可控攻击作战样式下的航迹在线调整策略
8.2.1 多UAV集群可控攻击在线调整样式
8.2.2 典型作战模式下的航迹模式
8.2.3 在线即时协同航迹规划流程与规划策略
8.3 在线即时航迹规划算法及策略
8.3.1 稀疏A*算法
8.3.2 分层规划策略
8.3.3 有限区域规划策略
8.3.4 多线程并行计算方法
8.3.5 OPEN表插入改进方法
8.3.6 基于改进A*算法的航迹规划过程
8.4 典型作战样式下的在线即时协同航迹规划方法