[發明專利]一種多無人機的復雜任務規劃方法

有效

• 申請號: 201710195712.7
• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號: CN106933246B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 徐揚;羅德林
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

一種多無人機的復雜任務規劃方法，涉及無人機。包括飛行任務分解流程、飛行行為庫設計流程和XML文件編寫流程；所述飛行任務分解流程是針對所執行的多任務進行行為樹分解，再將得到的單任務進行行為樹分解；所述飛行行為庫設計流程是針對單任務中所需的飛行行為，進行基本行為庫和自定義行為庫設計；所述XML文件編寫流程是針對所分解得到的行為樹結，利用自定義XML格式語言編寫。能夠幫助用戶進行整個任務過程的規劃，按照任務級別進行任務分解，并按照實際條件進行任務執行，解決了多無人機復雜任務的實用問題，該方法具有原理簡便、規劃靈活、實用性強、執行效果好等優點。

技術領域

本發明涉及無人機，尤其是涉及一種多無人機的復雜任務規劃方法。

背景技術

隨著無人機的普及以及相關技術的快速發展，作為最頂層的任務規劃系統是保證無人機任務執行成敗的先決條件，是如何靈活配置和優化整個無人機系統資源的重要手段。在已有的任務前提下，需要在制定計劃的同時，按照資源數量、任務類型、初始狀態和約束條件，采用相應的規劃方法，將任務進行分解成一系列的行為序列，再通過判斷條件來執行相應的動作，以達到完成任務的目的。一個任務通常都是由不同的行為經過復雜的時序和因果約束來組成的，資源分配、行為組織和沖突處理等難題，使得無人機的任務規劃變成動態的復雜系統過程。

目前已有的無人機任務規劃方法，一部分是常規的航點—航線規劃，另一部分為基于資源分配和目標排序的優化方法，而利用行為進行任務規劃則較少。而隨著任務復雜度的不斷提高，如何利用人工智能方法成為解決技術瓶頸的關鍵。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供用于解決多無人機復雜任務、采用行為樹這一人工智能方法的一種多無人機的復雜任務規劃方法。

本發明包括以下步驟：

1)飛行任務分解；

在步驟1)中，所述飛行任務分解的具體步驟如下：

(1)建立行為樹的結構特性庫：按照行為樹的結構特性建立相應的邏輯關系庫；

(2)進行多任務分解：將多任務按照行為樹的邏輯關系轉換為單任務；

(3)進行單任務分解：將單任務按照行為樹的邏輯關系轉換為飛行行為庫中的飛行行為。

在步驟1)第(1)部分中，所述行為樹的結構特性庫包含：根節點及其特性、組合節點及其特性、葉節點及其特性。

在步驟1)第(2)部分中，所述多任務分解方式包含：順序、并行、選擇、循環。

在步驟1)第(3)部分中，所述單任務分解方式包含：順序、并行、選擇、循環。

2)飛行行為庫設計；

在步驟2)中，所述飛行行為庫設計的具體步驟如下：

(1)設置基本飛行行為庫：定義及存儲無人機在執行任務過程中所需的基本飛行行為；

(2)設置自定義飛行行為庫：定義及存儲無人機在執行特殊任務過程中所需的特殊飛行行為；

在步驟2)第(1)部分中，所述基本飛行行為庫，定義及存儲的基本飛行行為包含：起飛、巡航、盤旋、返航、人形編隊、方形編隊、圓形編隊。

在步驟2)第(2)部分中，所述自定義飛行行為庫，定義及存儲的飛行行為包含用戶自己設置的特殊飛行行為，可自行根據任務需求進行補充和修改。

3)行為樹結構XML文件編寫。

在步驟3)中，所述行為樹結構XML文件編寫的具體步驟如下：

按照分解得到的行為樹結構，采用自定義XML格式語言編寫文件。