[發(fā)明專(zhuān)利]一種面向飛行器裝配協(xié)同檢測(cè)的測(cè)量任務(wù)規(guī)劃方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011214203.2
• 申請(qǐng)日: 2020-11-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112330144A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李瀧杲;黃翔;陳芳;曾琪;樓佩煌;錢(qián)曉明;石竹風(fēng);魏亞飛;范景韜
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué);南京航空航天大學(xué)蘇州研究院
• 主分類(lèi)號(hào): G06Q10/06
• 分類(lèi)號(hào): G06Q10/06;G06Q10/04;G06N3/00;G06Q50/04
• 代理公司: 蘇州國(guó)卓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32331
• 代理人: 康進(jìn)廣

1.一種面向飛行器裝配協(xié)同檢測(cè)的測(cè)量任務(wù)規(guī)劃方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：測(cè)量任務(wù)要素的分析并制定任務(wù)規(guī)劃的基本規(guī)則；

S2：利用二進(jìn)制和拉普拉斯核函數(shù)度量任務(wù)相似性；

S3：構(gòu)造所有測(cè)量任務(wù)的相似性矩陣并對(duì)其進(jìn)行初等變換，確定多層級(jí)串并行任務(wù)；

S4：構(gòu)建測(cè)量任務(wù)的變異旅行商模型，采用改進(jìn)的“章魚(yú)式”蟻群算法優(yōu)化任務(wù)規(guī)劃，輸出有序高效的測(cè)量任務(wù)規(guī)劃序列。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向飛行器裝配協(xié)同檢測(cè)的測(cè)量任務(wù)規(guī)劃方法，其特征在于：測(cè)量方式包括以下步驟：

a1：測(cè)量任務(wù)的四要素包括測(cè)量設(shè)備、測(cè)量站位、測(cè)量基準(zhǔn)和測(cè)量時(shí)間，為保證測(cè)量任務(wù)執(zhí)行的有序與互不干涉，制定測(cè)量任務(wù)執(zhí)行序列規(guī)劃的基本原則為：同一測(cè)量設(shè)備在同一時(shí)刻只能占用一個(gè)測(cè)量站位，同一測(cè)量站位在同一時(shí)刻只能被一臺(tái)測(cè)量設(shè)備占用，同一測(cè)量基準(zhǔn)在同一時(shí)刻可以被不同測(cè)量設(shè)備使用；

a2：利用二進(jìn)制數(shù)和拉普拉斯函數(shù)構(gòu)造測(cè)量任務(wù)相似性模型；

多系統(tǒng)協(xié)同測(cè)量任務(wù)集合為T(mén)＝{T₁,T₂,T₃...T_n}，單個(gè)任務(wù)T_i的測(cè)量設(shè)備、測(cè)量站位和測(cè)量基準(zhǔn)要素分別用MD_i、MS_i和MB_i表示，對(duì)于任意的兩個(gè)任務(wù)T_i和T_j，測(cè)量要素可能相同或完全不同，則通過(guò)一個(gè)三位二進(jìn)制數(shù)B_ij來(lái)表示：

B_ij從高位到低位依次對(duì)應(yīng)測(cè)量設(shè)備、測(cè)量站位和測(cè)量基準(zhǔn)的相同與否，測(cè)量要素相同時(shí)，為1，否則為0；

將B_ij轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制數(shù)且基于拉普拉斯核函數(shù)量化測(cè)量任務(wù)的相似性：

a3：構(gòu)造所有測(cè)量任務(wù)的相似性矩陣，迭代解算多層級(jí)串并行任務(wù)；

測(cè)量任務(wù)集合T的相似性矩陣S為：

對(duì)S進(jìn)行行、列互換，得到：

其中，為階數(shù)最大的單位矩陣，

依據(jù)確定該層級(jí)的初始測(cè)量任務(wù)并放入集合中的所有任務(wù)均可在同一時(shí)刻執(zhí)行，且互不干擾；隨后，基于S¹繼續(xù)進(jìn)行行、列互換，得到對(duì)稱(chēng)矩陣S²：

其中，為對(duì)角分塊矩陣，且分塊矩陣的元素全為1，具體為：

中僅存在0或1元素，據(jù)此可確定中所有任務(wù)的串行任務(wù)，并將其存放至集合中，的元素個(gè)數(shù)等于的列數(shù)；

將T中剩余的任務(wù)組成集合T¹，構(gòu)造相似性矩陣并執(zhí)行上述兩步變換確定和循環(huán)上述過(guò)程，確定直至剩余任務(wù)為零；

a4：構(gòu)建測(cè)量任務(wù)規(guī)劃的旅行商模型，采用“章魚(yú)式”蟻群優(yōu)化求解；

將a3中確定的同層級(jí)的任務(wù)集合和共同看作是一個(gè)城市，單個(gè)任務(wù)T_i是城市中的一個(gè)站點(diǎn)，測(cè)量時(shí)間作為遍歷此站點(diǎn)的最短路徑，則連接所有站點(diǎn)的最短路徑即對(duì)應(yīng)最優(yōu)測(cè)量序列，即構(gòu)造測(cè)量任務(wù)規(guī)劃的旅行商模型；根據(jù)章魚(yú)通過(guò)觸角感知外界信息的現(xiàn)象，賦予螞蟻多觸角搜索的能力，并且將測(cè)量站位作為螞蟻的觸角去搜索將要在該站位執(zhí)行的測(cè)量任務(wù)T_i；

由于測(cè)量設(shè)備或基準(zhǔn)的數(shù)量有限，螞蟻不同觸角的搜索必然存在設(shè)備或基準(zhǔn)“搶奪”問(wèn)題；為避免同一設(shè)備或基準(zhǔn)在同一時(shí)間分別用于多個(gè)測(cè)量任務(wù)的現(xiàn)象，構(gòu)建測(cè)量設(shè)備禁忌表Table_MD和測(cè)量基準(zhǔn)禁忌表Table_MB來(lái)標(biāo)記具體某一時(shí)刻設(shè)備和基準(zhǔn)是否可用；Table_MD和Table_MB包含“執(zhí)行時(shí)間段”(MC取MD和MB表示測(cè)量設(shè)備和測(cè)量基準(zhǔn)，和為測(cè)量設(shè)備或基準(zhǔn)使用的開(kāi)始和結(jié)束時(shí)刻)和“是否可用”兩個(gè)參數(shù)；

蟻群搜索過(guò)程中，當(dāng)某一觸角搜索到的測(cè)量任務(wù)中測(cè)量設(shè)備或測(cè)量基準(zhǔn)未能“搶奪”到，觸角則需要“休息”；具體規(guī)則為：當(dāng)測(cè)量設(shè)備不可用時(shí)，設(shè)備等待時(shí)間Δt_WD為(t^MS為到達(dá)上一站點(diǎn)的時(shí)刻)；當(dāng)測(cè)量基準(zhǔn)不可用時(shí)，等待時(shí)間Δt_WB為(Δt_BF為基準(zhǔn)擬合時(shí)長(zhǎng))，等待總時(shí)長(zhǎng)為：

Δt_W＝Δt_WD+Δt_WB (7)

基于此，構(gòu)造新的啟發(fā)函數(shù)：

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