[發(fā)明專利]分布式的星上自主任務(wù)規(guī)劃方法、系統(tǒng)及存儲介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110202530.4
• 申請日: 2021-02-23
• 公開（公告）號: CN113222318B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐崇彥;王俊;衛(wèi)波;夏維;王執(zhí)龍;王鵬;閆迪;楊歡;趙玉春
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué);北京市遙感信息研究所
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;H04W84/06
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 肖冰濱;劉兵

1.一種分布式的星上自主任務(wù)規(guī)劃方法，其特征在于，所述方法包括：

同步每顆衛(wèi)星的單星任務(wù)集合以組成總?cè)蝿?wù)集合；

每顆所述衛(wèi)星依據(jù)時間窗計(jì)算方法根據(jù)對應(yīng)的所述單星任務(wù)集合形成對應(yīng)的任務(wù)序列；

根據(jù)預(yù)設(shè)的任務(wù)規(guī)劃方法對所述任務(wù)序列進(jìn)行處理以得到每顆所述衛(wèi)星的初始規(guī)劃方案；

迭代計(jì)算所述初始規(guī)劃方案以得到最終的任務(wù)規(guī)劃方案；

在每顆所述衛(wèi)星之間同步所述任務(wù)規(guī)劃方案；

每顆所述衛(wèi)星上預(yù)先接收有對應(yīng)的多個任務(wù)，所述同步每顆衛(wèi)星的任務(wù)以組成總?cè)蝿?wù)集合具體包括：

集體規(guī)劃發(fā)起星在對應(yīng)的所述單星任務(wù)集合上簽名以形成所述總?cè)蝿?wù)集合，并發(fā)送給相鄰的所述衛(wèi)星；

相鄰的所述衛(wèi)星接收所述總?cè)蝿?wù)集合，在對應(yīng)的所述單星任務(wù)集合上簽名；

取所述總?cè)蝿?wù)集合和所述單星任務(wù)集合的并集以作為新的所述總?cè)蝿?wù)集合；

判斷所述總?cè)蝿?wù)集合中是否包含其他所有的所述衛(wèi)星的簽名；

在判斷所述總?cè)蝿?wù)集合中包含其他所有的所述衛(wèi)星的簽名的情況下，確定同步完成；

在判斷所述總?cè)蝿?wù)集合中缺少任一所述衛(wèi)星的簽名的情況下，將新的所述總?cè)蝿?wù)集合發(fā)送給相鄰的所述衛(wèi)星，并執(zhí)行所述方法的相應(yīng)步驟，直到判斷所述總?cè)蝿?wù)集合中包含其他所有的所述衛(wèi)星的簽名；

所述每顆所述衛(wèi)星依據(jù)時間窗計(jì)算方法根據(jù)對應(yīng)的所述單星任務(wù)集合形成對應(yīng)的任務(wù)序列具體包括：

針對所述單星任務(wù)集合中的每個任務(wù)，分別依據(jù)所述時間窗計(jì)算方法計(jì)算出所述任務(wù)在所述衛(wèi)星上的第一適應(yīng)度；

根據(jù)所述第一適應(yīng)度和每個所述任務(wù)對應(yīng)的權(quán)重確定每顆所述衛(wèi)星對應(yīng)的所述任務(wù)序列；

所述針對所述單星任務(wù)集合中的每個任務(wù)，分別依據(jù)所述時間窗計(jì)算方法計(jì)算出所述任務(wù)在所述衛(wèi)星上的第一適應(yīng)度具體包括：

分別獲取每個任務(wù)的每個時間窗與其他任務(wù)的時間窗的重疊個數(shù)Num_ik；

根據(jù)公式(1)計(jì)算所述任務(wù)的每個所述時間窗的第二適應(yīng)度，

其中，f_ijk為任務(wù)i在第j顆衛(wèi)星上的第k個時間窗的第二適應(yīng)度，Num_ik為任務(wù)i在第j顆衛(wèi)星上的第k個時間窗與所述單星任務(wù)集合中的其他的任務(wù)在第j顆衛(wèi)星上的時間窗的重疊個數(shù)；

根據(jù)公式(2)計(jì)算所述第一適應(yīng)度，

其中，F(xiàn)_ij為任務(wù)i在第j顆衛(wèi)星的所述第一適應(yīng)度，TW_ij為任務(wù)i在第j顆衛(wèi)星的任意時間窗，為任務(wù)i在第j顆衛(wèi)星的時間窗的總數(shù)；

所述迭代計(jì)算所述初始規(guī)劃方案以得到最終的任務(wù)規(guī)劃方案具體包括：

集體規(guī)劃發(fā)起星將對應(yīng)的所述任務(wù)序列發(fā)送至相鄰的所述衛(wèi)星；

相鄰的所述衛(wèi)星接收上一個所述衛(wèi)星發(fā)送的所述任務(wù)序列；

將對應(yīng)的所述任務(wù)序列分別與接收的每個所述任務(wù)序列進(jìn)行比對，尋找兩者均包括的重復(fù)任務(wù)；

針對每個所述重復(fù)任務(wù)，分別計(jì)算所述重復(fù)任務(wù)在對應(yīng)的所述任務(wù)序列和接收的所述任務(wù)序列中的所述第一適應(yīng)度和權(quán)重值的乘積的大小；

刪除所述乘積較小的所述任務(wù)序列中的所述重復(fù)任務(wù)；

判斷對應(yīng)的所述任務(wù)序列中是否有任務(wù)被刪除；

在判斷對應(yīng)的所述任務(wù)序列中有任務(wù)被刪除的情況下，分別計(jì)算在將所述總?cè)蝿?wù)集合中對應(yīng)的所述任務(wù)序列之外的任一所述任務(wù)加入被刪除的所述任務(wù)的時間窗時，系統(tǒng)的整體增益；

將所述整體增益最大的所述任務(wù)移動至被刪除的所述任務(wù)的時間窗以更新所述任務(wù)序列；

判斷是否滿足迭代終止條件；

在判斷滿足所述迭代終止條件的情況下，確定所述迭代計(jì)算完成；

在判斷不滿足所述迭代終止條件的情況下，將更新后的所述任務(wù)序列發(fā)送至相鄰的所述衛(wèi)星，直到判斷滿足所述迭代終止條件。