[發明專利]一種基于改進自映射算法的多無人水面艇多任務分配方法

有效

• 申請號: 202011176582.0
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112327838B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 夏國清;孫顯信;夏小明;孫創
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G01C21/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于改進自映射算法的多無人水面艇多任務分配方法，其特征在于，包括導引系統(1)、多任務分配模塊(2)、路徑規劃模塊(3)、控制系統(4)、船舶執行機構(5)、無人水面艦艇(6)、傳感器系統(8)、數據處理系統(9)；

1)導引系統(1)通過給定的船舶位置包括船舶的位置和艏向和船舶的初始位置，計算出船舶各個時刻的位置及其關于時間的導數即船舶的速度，并將位置和速度信息傳給多任務分配模塊(2)；

2)傳感器系統(8)將測量得到的無人水面艇實時的位置和速度信息，以及水面障礙物的位置信息傳遞給數據處理系統(9)；

3)數據處理系統(9)將傳感器系統(8)采集到的無人水面艇的位置和速度信息，以及障礙物的位置信息等內容進行數據處理，并將其傳遞到多任務分配模塊(2)；

4)多任務分配模塊(2)將接收到的經過數據處理系統(9)和導引系統(1)的數據進行處理，是通過改進的自映射算法，結合無人水面艦艇的數量，對所有的任務進行分配，從而得到每艘無人水面艦艇需要執行的任務的集合，并將得到的分配結果傳遞到路徑規劃模塊(3)；

5)路徑規劃模塊(3)將多任務分配模塊(2)傳遞的任務集信息進行處理，通過改進的自映射算法和人工勢量場法進行路徑設計，經過計算處理后，將結果傳遞到控制系統(4)；

6)控制系統(4)將路徑規劃模塊(3)的信息進行處理，得到控制指令，并將該控制指令傳遞給執行機構(5)；

7)無人水面艇的執行機構(5)根據控制系統(4)計算的控制指令產生相應的推力，控制無人水面艇(5)運動，使其到達期望的位置。

2.根據權利要求1所述的基于改進自映射算法的多無人水面艇多任務分配方法，其特征在于：多任務分配模塊(2)能夠根據無人水面艇的數量對任務區域內的所有任務進行分配，從而得到每艘無人水面艇需要完成的任務集合，并將每艘無人水面艇對應的任務集合傳遞給路徑規劃模塊(3)；而路徑規劃模塊(3)能夠根據多任務分配模塊(2)傳遞過來的信息即每艘無人水面艇需要完成的任務集合，設計出對應的路徑，從而實現無人水面艦艇的航跡規劃；最終實現多無人水面艇多任務分配和路徑規劃的功能。

3.根據權利要求1所述的基于改進自映射算法的多無人水面艇多任務分配方法，其特征在于：多任務分配模塊(2)根據導引系統(1)和數據處理系統(9)的數據信息，對所有的任務點進行處理；通過采用改進自映射算法，結合無人水面艇的數量，對得到的所有任務點進行分組，從而得到每艘無人水面艇需要完成的任務集合，并將每艘無人水面艇對應的任務集合信息傳遞到路徑規劃模塊(3)。

4.根據權利要求1所述的基于改進自映射算法的多無人水面艇多任務分配方法，其特征在于：路徑規劃模塊(3)對于多任務分配模塊(2)傳遞的信息即每艘無人水面艇需要訪問的任務集合，通過采用改進的自映射算法和人工勢量場函數的方法，對數據進行處理，從而得到每艘無人水面艇完成任務集所需行駛的預設軌跡，并將其傳遞給無人水面艇的控制系統(4)。