[發明專利]面向察打一體無人機的快速實時動態任務規劃方法

有效

• 申請號: 201910479643.1
• 申請日: 2019-06-04
• 公開（公告）號: CN110119160B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 雷洪濤;王銳;張濤;劉亞杰;黃生俊
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

本發明提供一種面向察打一體無人機的快速實時動態任務規劃方法，當實時動態任務到達無人機控制中心后，先初步判斷實時動態任務是否可以插入當前已規劃的察打一體無人機任務航線。若經判斷實時動態任務可以插入當前已規劃的察打一體無人機任務航線，則根據實時任務快速插入點定位法，確定實時動態任務在察打一體無人機當前任務航線上插入位置。將實時動態任務插入確定的插入位置上，再根據無人機當前可續航半徑約束對新航線上任務目標進行檢查與刪除，以實現對察打一體無人機的實時動態任務進行有效的快速規劃。本發明既適用于察打一體類型的無人機快速實時動態任務規劃，也可運用于偵察或攻擊單類型無人機的快速實時動態任務規劃上。

技術領域

本發明屬于無人機任務規劃技術領域，特別是涉及一種面向察打一體無人機的快速實時動態任務規劃方法。

背景技術

察打一體無人機作為無人機中的高端武器系統產品，具有偵察、監視、捕獲和對目標實時打擊的能力，可長時間廣域隱身偵察監視、對地面進行持續火力壓制，或對高價值、時間敏感目標實施精確攻擊，能極大縮短從發現到摧毀目標的時間，適應信息化戰爭態勢瞬息萬變、戰機稍縱即逝的特點。

察打一體化無人機由于沒有人員在系統上進行實際操作駕駛，在面臨對敵對目標進行偵察和打擊的動態實時任務時，需要在已規劃的航線上針對相關任務進行及時的調整。考慮到察打一體無人機系統本身還具有可攜帶的最大作戰資源約束，對動態實時任務規劃的好壞、無人機航線規劃調整是否合適，既關系到察打一體化無人機對動態實時任務是否能夠及時響應、任務是否能夠順利完成，還將對察打一體無人機本身的生存能力產生重要影響。

察打一體無人機的實時動態任務主要分為實時動態偵察任務和實時動態打擊任務，其作為察打一體無人機系統任務中的兩類典型任務，具有響應時間要求高、到達時間隨機的特點。察打一體無人機的實時動態任務規劃，是指在實時動態任務到達無人機控制中心后，在無人機控制中心為實時動態任務在察打無人機系統已規劃的航線上及時找到一個合適任務插入點，并調整察打無人機系統已規劃的航線上相關任務的執行順序。本發明所關注的察打一體無人機系統，具有最大續航時間限制；同時對于打擊任務還有最大作戰資源限制，即可攜帶的最大導彈數量限制。此外，在實時動態任務到達無人機控制中心后，無人機控制中心在進行快速實時規劃后，則立即將新的航線信息傳輸給察打一體無人機系統進行航線更新，以提高察打一體無人機的響應效率。

傳統的無人機系統任務規劃方法研究，大多單以偵察無人機或者是攻擊無人機為研究對象，較少見到針對未來重要無人作戰武器平臺——察打一體無人機為對象的研究。同時在具體研究方法上，常用的做法是將任務規劃問題轉化為某種典型的組合優化問題，然后采用一些已有的優化方法進行求解。如針對小規模無人機任務規劃問題，采用數學規劃方法——整數規劃或者混合整數規劃方法進行優化建模并利用精確求解算法——分支定界或者分支剪枝等算法進行求解；而針對大規模或者含有不確定因素的無人機任務規劃問題，則采用啟發式求解方法，構造啟發式求解算法——遺傳算法或者蟻群算法或者啟發式規則等進行求解。然而，這些求解方法一方面只考慮了單類型的作戰任務，另一方面獲得最終任務規劃結果時間過長，也沒有考慮動態任務變化對結果的影響。因此，如何針對多類型的動態實時任務，進行察打一體無人機快速任務規劃，已成為察打一體無人機系統迫切需要解決的重大問題。

發明內容

針對現有技術存在的缺陷，本發明提供一種面向察打一體無人機的快速實時動態任務規劃方法。考慮到實時動態任務的到達將對察打一體無人機已規劃任務航線的影響，本發明通過對已規劃的察打一體無人機任務航線進行調整，同時解決盡量節約響應時間的問題。

為實現上述技術目的，本發明采用的技術方案如下：

面向察打一體無人機的快速實時動態任務規劃方法，包括以下步驟：

S1.當實時動態任務到達無人機控制中心后，首先對實時動態任務進行篩查，初步判斷實時動態任務是否可以插入當前已規劃的察打一體無人機任務航線。