考虑突发干扰的无人‑有人机编队信息分发处理方法技术

本发明专利技术涉及一种考虑突发干扰的无人‑有人机编队信息分发处理方法，包括：任务池接收到四级任务信息时调用中断模型；生成第一初始解；确定第一方案；判断第一方案中四级任务信息的分发数量是否等于任务池中四级任务信息的总数量；若是，确定第二方案，按照第二方案对四级任务信息进行分发；否则按照第一方案对四级任务信息进行分发；当四级任务信息被分发完成后，调用重规划模型；确定重规划方案；按照重规划方案对待分发任务信息进行分发。本发明专利技术既考虑到四级任务信息可能对无人‑有人机编队信息分发处理系统具有突发干扰的特殊性，也尽量满足优先级别较高的三级任务信息和二级任务信息的总收益最大，使得任务池中的任务信息得到合理的安排。

Considering the burst interference with unmanned UAV formation information distribution method

The invention relates to a consideration of burst interference has no UAV formation information distribution processing method, including: the task pool receives four level task information call interrupt model; the first generation of the initial solution; determine the first distribution scheme; total number judgment is equal to the four level task information task pool level Four of the first task information program in the second scheme; if so, determine, in accordance with the second schemes are distributed on the four task information; otherwise according to the first program on the four tasks of information distribution; when the four level task information is distributed after the completion of the call planning model; determine the weight plan; in accordance with the plan to carry heavy tasks of information distribution. The invention not only consider four special task information may have the UAV formation information distribution processing system of unmanned has burst interference, but also try to meet the total revenue three tasks of higher priority and two levels of task information, making the task pool task information reasonable arrangement.

【技术实现步骤摘要】
考虑突发干扰的无人-有人机编队信息分发处理方法
本专利技术涉及无人机-有人机信息处理
，尤其是涉及一种考虑突发干扰的无人-有人机编队信息分发处理方法。
技术介绍
在无人-有人机协同执行任务的过程中，在不同的阶段对所需要处理的信息类型、信息需求量，以及信息的本身的重要程度具有一定的差别，因此在对任务信息进行有效的分发与传递过程中，需要考虑任务信息可能具有不同的优先等级，例如四级任务信息、重要级任务信息、一般级任务信息和低优先级任务信息。其中：四级任务信息是指因其本身的时序要求、重要程度或者在整个协同执行任务过程中起到关键作用的任务信息，需要在无人-有人机系统中立即进行分发处理，是优先等级最高的任务信息。由于四级任务信息需要立即进行分发处理的特殊性，突发的四级任务信息有可能会对无人-有人机信息分发系统造成干扰。重要级任务信息是指对整个协同过程具有重要影响、任务完成收益明显高于一般级和低优先级任务的任务信息，例如：侦察任务。在现代战争中战场侦察决定战争的走势，精准及时的战场信息能够左右战争的成败，由于无人机执行侦察任务具有无人员伤亡风险、部署灵活、响应及时等特点，备受各国关注，使侦察任务成为无人机当前最重要的任务模式之一。一般级任务信息是指需求预测和指控中心发出的常规性任务指令，例如：空中预警任务。事先将无人机部署在靠近敌方的上空，再把无人机获得的信息通过通信链路传递给停在安全地带的有人机，再由有人机适时将信息传递给控制中心，进行拦截任务。低优先级任务是指完成时间和是否执行对于这个协同过程效能影响不大的任务，例如日常巡航任务等。目前，在无人-有人机协同执行任务过程中，没有一种方案能够对任务池中接收到的突发任务信息进行合理的安排并对被干扰后的信息进行重新规划与安排，形成最优的信息分发与传递序列。
技术实现思路
(一)解决的技术问题本专利技术提供一种考虑突发干扰的无人-有人机编队信息分发处理方法，能够对任务池中待分发的任务信息进行合理的安排，形成最优的信息分发与传递序列。(二)技术方案本专利技术提供的考虑突发干扰的无人-有人机编队信息分发处理方法，包括：在无人-有人机编队中的任务池接收到四级任务信息时，调用预先建立的中断模型；采用预设编码方法对各个四级任务信息的分发与传递属性初始化，得到第一初始解；将所述中断模型的当前优化目标设置为在第一预设约束条件下最大化四级任务信息的分发数量；并基于所述第一初始解，采用遗传算法对当前的中断模型进行求解，得到对四级任务信息分发与传递的第一方案；判断所述第一方案中四级任务信息的分发数量是否等于所述任务池中四级任务信息的总数量；若是，则将中断模型的当前优化目标设置为在所述预设约束条件下最小化分发四级任务信息的总完成时间，采用遗传算法对当前的中断模型进行求解，得到对四级任务信息分发与传递的第二方案；并按照所述第二方案对任务池中的四级任务信息进行分发与传递；否则，按照所述第一方案对任务池中的四级任务信息进行分发与传递；当所述任务池中的四级任务信息被分发与传递完成后，调用预先建立的重规划模型；所述重规划模型的优化目标为在第二预设约束条件下最大化任务池中的三级任务信息和二级任务信息的总收益；采用编码方法对任务池中的待分发任务信息的分发与传递属性初始化，得到第二初始解；基于所述第二初始解，采用遗传算法对所述重规划模型进行求解，得到对所述待分发任务信息分发与传递的重规划方案；按照所述重规划方案对所述待分发任务信息进行分发与传递；其中，所述四级任务信息、所述三级任务信息和所述二级任务信息的重要程度依次降低，且所述四级任务信息为强制性任务信息。(三)有益效果本专利技术提供的考虑突发干扰的无人-有人机编队信息分发处理方法，当任务池接收到四级任务信息，调用中断模型，该模型首先以最大化四级任务信息的分发数量为优化目标，当实现该目标后，再以最小化分发四级任务信息的总完成时间为目标，实现对四级任务信息进行全部分发与传递的基础上实现立即分发与传递，保证任务信息的时效性，避免对无人机和有人机的协同作业造成延误。当任务池中的四级任务信息被分发完成后，任务池中可以还有待分发的三级任务信息、二级任务信息、一级任务信息等，此时调用重规划模型，该模型的目标是在第二预设约束条件下最大化任务池中的三级任务信息和二级任务信息的总收益，因此利用重规划方案对任务池中待分发任务信息进行分发与传递时，尽量保证任务池中优先级别较高的三级任务信息和二级任务信息的总收益最大。可见本专利技术既考虑到四级任务信息可能对无人-有人机编队信息分发处理系统具有突发干扰的的特殊性，也尽量满足优先级别较高的三级任务信息和二级任务信息的总收益最大，使得任务池中的任务信息得到合理的安排，形成最优的信息分发与传递序列。附图说明为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。图1示出了本专利技术一实施例中考虑突发干扰的无人-有人机编队信息分发处理方法的流程示意图；图2示出了本专利技术一实施例中一条由5个基因构成的染色体的示意图；图3示出了本专利技术一实施例中一条由5个基因构成的染色体的示意图。具体实施方式下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。本专利技术提供一种考虑突发干扰的无人-有人机编队信息分发处理方法，如图1所示，该方法包括：A1、在无人-有人机编队中的任务池接收到四级任务信息时，调用预先建立的中断模型；可理解的是，所述四级任务信息为四级任务信息，所谓的四级任务信息为在整个协同过程中具有关键作用，需要立即执行的任务信息。例如：攻击任务、侦察攻击一体化任务、火力评估任务。在执行攻击任务、侦察攻击一体化任务时，无人机将发现攻击的目标信息及拍摄到图像等信息即时传递给有人机，再由有人机下达命令指挥无人机去执行攻击打击。火力评估任务分为火力引导校射和火力打击评估。火力引导校射是利用无人机进入火力打击目标区，拍摄相应区域的图像信息，传输给指挥员协助观察弹着点、修正射击偏差量、提高火力打击精确度、降低弹药消耗。火力打击评估是指前期打击结束后，无人机进入火力打击目标区，帮助观察火力打击效果，为下步行动提供重要依据。可理解的是，对于不包括四级任务信息的任务池中，可能包括三级任务信息、二级任务信息、一级任务信息等，其中三级任务信息为重要级任务信息，二级任务信息为一般级任务信息，一级任务信息为低优先级任务信息，四级任务信息、三级任务信息、二级任务信息、一级任务信息的重要程度依次降低。A2、采用预设编码方法对各个四级任务信息的分发与传递属性初始化，得到第一初始解；A3、将所述中断模型的当前优化目标设置为在第一预设约束条件下最大化四级任务信息的分发数量；并基于所述第一初始解，采用遗传算法对当前的中断模型进行求解，得到对四级任务信息分发与传递的第一方案；A4、判断所述第一方案中四级任本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种考虑突发干扰的无人‑有人机编队信息分发处理方法，其特征在于，包括：在无人‑有人机编队中的任务池接收到四级任务信息时，调用预先建立的中断模型；采用预设编码方法对各个四级任务信息的分发与传递属性初始化，得到第一初始解；将所述中断模型的当前优化目标设置为在第一预设约束条件下最大化四级任务信息的分发数量；并基于所述第一初始解，采用遗传算法对当前的中断模型进行求解，得到对四级任务信息分发与传递的第一方案；判断所述第一方案中四级任务信息的分发数量是否等于所述任务池中四级任务信息的总数量；若是，则将中断模型的当前优化目标设置为在所述预设约束条件下最小化分发四级任务信息的总完成时间，采用遗传算法对当前的中断模型进行求解，得到对四级任务信息分发与传递的第二方案；并按照所述第二方案对任务池中的四级任务信息进行分发与传递；否则，按照所述第一方案对任务池中的四级任务信息进行分发与传递；当所述任务池中的四级任务信息被分发与传递完成后，调用预先建立的重规划模型；所述重规划模型的优化目标为在第二预设约束条件下最大化任务池中的三级任务信息和二级任务信息的总收益；采用编码方法对任务池中的待分发任务信息的分发与传递属性初始化，得到第二初始解；基于所述第二初始解，采用遗传算法对所述重规划模型进行求解，得到对所述待分发任务信息分发与传递的重规划方案；按照所述重规划方案对所述待分发任务信息进行分发与传递；其中，所述四级任务信息、所述三级任务信息和所述二级任务信息的重要程度依次降低，且所述四级任务信息为强制性任务信息。...

【技术特征摘要】
1.一种考虑突发干扰的无人-有人机编队信息分发处理方法，其特征在于，包括：在无人-有人机编队中的任务池接收到四级任务信息时，调用预先建立的中断模型；采用预设编码方法对各个四级任务信息的分发与传递属性初始化，得到第一初始解；将所述中断模型的当前优化目标设置为在第一预设约束条件下最大化四级任务信息的分发数量；并基于所述第一初始解，采用遗传算法对当前的中断模型进行求解，得到对四级任务信息分发与传递的第一方案；判断所述第一方案中四级任务信息的分发数量是否等于所述任务池中四级任务信息的总数量；若是，则将中断模型的当前优化目标设置为在所述预设约束条件下最小化分发四级任务信息的总完成时间，采用遗传算法对当前的中断模型进行求解，得到对四级任务信息分发与传递的第二方案；并按照所述第二方案对任务池中的四级任务信息进行分发与传递；否则，按照所述第一方案对任务池中的四级任务信息进行分发与传递；当所述任务池中的四级任务信息被分发与传递完成后，调用预先建立的重规划模型；所述重规划模型的优化目标为在第二预设约束条件下最大化任务池中的三级任务信息和二级任务信息的总收益；采用编码方法对任务池中的待分发任务信息的分发与传递属性初始化，得到第二初始解；基于所述第二初始解，采用遗传算法对所述重规划模型进行求解，得到对所述待分发任务信息分发与传递的重规划方案；按照所述重规划方案对所述待分发任务信息进行分发与传递；其中，所述四级任务信息、所述三级任务信息和所述二级任务信息的重要程度依次降低，且所述四级任务信息为强制性任务信息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用预设编码方法对各个四级任务信息的分发与传递属性初始化，得到第一初始解，包括：采用预设编码方法将所述中断模型的解编码为染色体，所述染色体上包括与任务池中待分发的四级任务信息一一对应的基因；将染色体上每个基因的第一标识置为1，置为1的第一标识表征该基因对应的四级任务信息为可被分发与传递；获取各个四级任务信息的宿节点，并针对每一个四级任务信息随机生成一个与其宿节点不同的源节点；判断各个四级任务信息是否需要转发；对于需要转发的四级任务信息，随机生成多个不同的转发节点，形成转发路径；对于不需要转发的四级任务信息，将其转发节点置为-1；读取各个四级任务信息的时间窗；对于每一个四级任务信息，在所述时间窗内随机生成一个时刻点，并将该时刻点作为该四级任务信息到达所述宿节点的时刻；对于需要转发的四级任务信息，根据转发路径推算出四级任务信息到达各个转发节点的时刻以及从源节点发出的时刻；对于不需要转发的四级任务信息，推算出四级任务信息从源节点发出的时刻，并将各个转发节点的转发时刻置为-1；将每个四级任务信息的第一标识、源节点、转发节点、宿节点、从源节点发出的时刻、到达各个转发节点的时刻以及到达所述宿节点的时刻作为该四级任务信息的分发与传递属性，各个四级任务信息的分发与传递属性形成第一初始解。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，循环执行采用遗传算法对当前的中断模型进行求解、判断所述第一方案中四级任务信息的分发数量是否等于所述任务池中四级任务信息的总数量的操作以及判断循环次数是否达到预设次数的操作，直至求解操作后的第一方案中四级任务信息的分发数量等于所述任务池中四级任务信息的总数量或者循环次数达到预设次数；若循环次数达到所述预设次数，则按照最后一次求解操作后的第一方案对任务池中的四级任务信息进行分发与传递。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一初始解，采用遗传算法对当前的中断模型进行求解，得到对四级任务信息分发与传递的第一方案，包括：将以最大化四级任务信息的分发数量为当前优化目标的中断模型的目标函数作为当前的适应度函数，计算种群中染色体的适应度函数值；采用轮盘赌选择法从父代群体中选择中适应度函数值最高的预设数量的染色体遗传到子代群体中；对种群中的染色体进行两两单点交叉操作；对交叉操作得到的染色体进行重置变异处理；对重置变异处理得到的染色体进行第一更新操作，具体为将子代群体中适应度最低的第一预设数量的染色体和子代群体中适应度最低的第二预设数量的染色体组合，形成新的种群；将所述新的种群对应的解作为所述第一方案。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用遗传算法对当前的中断模型进行求解，得到对四级任务信息分发与传递的第二方案，包括多个迭代过程，直至迭代次数达到预设次数，将最终的种群对应的解作为所述第二方案；其中，每一个迭代过程包括：将以最小化分发四级任务信息的总完成时间为当前优化目标的中断模型的目标函数作为当前的适应度函数，计算种群中染色体的适应度函数值；采用轮盘赌选择法从父代群体中选择中适应度函数值最高的预设数量的染色体遗传到子代群体中；对种群中的染色体进行两两单点交叉操作；对交叉操作得到的染色体进行删除转发节点变异处理；对删除转发节点变异处理得到的染色体进行第二更新操作，具体为将子代群体中适应度最高的第一预设数量的染色体和子代群体中适应度最高的第二预设数量的染色体组合，形成新的种群。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用编码方法对任务池中的待分发任务信息的分发与传递属性初始化，得到第二初始解，包括：采用编码方法将所述重规划模型的解编码为染色体，所述染色体上包括与任务池中待分发任务信息一一对应的基因；将染色体上每个基因的第一标识置为1，置为1的第一标识表征该基因对应的待分发任务信息为可被分发与传递；获取各个待分发任务信息的宿节点、优先级值、收益值和扰动成本值，并针对每一个待分发任务信息随机生成一个与其宿节点不同的源节点；判断各个待分发任务信息是否需要转发；对于需要转发的待分发任务信息，随机生成多个不同的转发节点，形成转发路径；对于不需要转发的待分发任务信息，将其转发节点置为-1；读取各个待分发任务信息的时间窗；对于每一个待分发任务信息，在所述时间窗内随机生成一个时刻点，并将该时刻点作为该待分发任务信息到达...

【专利技术属性】
技术研发人员：马华伟，陶蕾，罗贺，胡笑旋，靳鹏，夏维，郝明治，王国强，朱默宁，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34