[發明專利]一種基于智能優化與約束推理的單星自主任務規劃方法

有效

• 申請號: 201711433016.1
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN108333922B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 何敏藩;邢立寧;白國慶;石建邁;王銳;譚旭;文翰;熊彥;甘文勇;陳劍
• 申請（專利權）人: 佛山科學技術學院;佛山市有義家科技有限公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04;G06N5/04
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所 44329
• 代理人: 楊曉松

1.一種基于智能優化與約束推理的單星自主任務規劃方法，其特征在于，采用智能優化算法與推理引擎相結合的方法求解框架，所述智能優化算法包括任務排序步驟、任務分解步驟和活動機會搜索步驟，任務排序步驟包括根據選擇的排序智能這對任務進行排序，任務分解步驟將排序后的任務分解成結構化或部分序的活動圖，所述活動圖中的活動集合中僅包括成像子任務和成像方向調整子任務，所述活動機會搜索步驟對所述成像子任務和成像方向調整子任務進行調度以獲取準最優解，所述推理引擎基于活動圖中的邏輯關系、時間和衛星資源約束針對所述準最優解進行沖突檢查，如果存在沖突，根據沖突情況優化所述準最優解，并對優化后的準最優解進行局部搜索，以再次獲得準最優解，并再次進行沖突檢查，直到核驗結果通過，或者達到設定的最大迭代次數；

將星上活動定義為多類原子任務，所述原子任務包括：記錄、回傳、實傳、對日定向、對地定向、固存擦除、整星機動、相機開機和相機關機，其中，成像子任務包括相機開機、記錄、相機關機，成像方向調整子任務包括對地定向，進行沖突檢查包括調用預先設置的電量模型、整星姿態機動模型、數傳天線機動模型、對日定向機動模型、載荷碼數率計算模型和成像條件評估模型進行沖突檢測，其中，各用于校驗的模型是基于原子任務設置的。

2.根據權利要求1所述的一種基于智能優化與約束推理的單星自主任務規劃方法，其特征在于，活動圖中的邏輯關系包括邏輯需求和先序關系。

3.根據權利要求1所述的一種基于智能優化與約束推理的單星自主任務規劃方法，其特征在于，所述推理引擎的約束推理包括邏輯約束推理、時間推理和資源約束推理，所述邏輯約束推理采用條件觸發方式，根據條件產生新的活動并插入；所述時間推理采用時間約束網絡的路徑一致性檢查和約束傳播技術，使時間值域縮減和時間約束滿足；所述資源約束推理是建立在時間網絡的基礎上，以資源時間網絡描述問題，計算資源消耗水平的分布，根據分布找到缺陷，并基于缺陷管理機制，調整活動間的約束。

4.根據權利要求1-3中任一項所述的基于智能優化與約束推理的單星自主任務規劃方法，其特征在于，在下述的時間點觸發所述智能優化算法：

(1)T-驅動的調度時刻點，T-驅動的調度時刻點是根據給定的時間間隔T來確定特定的調度時間點lT，0≤l≤L,LT≤H＜(L+1)T，每到達一個調度時間點lT，則計算生成后一調度區間[lT,(l+1)T]的任務計劃，其中l為正整數，T為給定的時間間隔，L為最大T-驅動調度次數，H為總調度區間，

(2)C^*-驅動的重調度時刻點，當衛星運行在給定的調度區間內時，若在某一時刻t(0＜t＜H)，星上的應急觀測任務累積量C_t超過給定的閾值C^*時，則該時間點為C^*-驅動的重調度時刻點，其中閾值C^*為應急觀測任務的臨界累積數，

除上述兩種調度時刻點之外，不在任何其他時刻點觸發所述智能優化算法。