【技术实现步骤摘要】
仿狼群合作狩猎机制的无人机集群动态任务分配方法
本专利技术是一种仿狼群合作狩猎机制的无人机集群动态任务分配方法，属于无人机自主控制领域。
技术介绍
察打一体化无人机是未来无人机发展的一个重要方向，可以广泛应用于边境巡逻、通讯中继、战区侦察、战效评估和反恐作战等军用和民用任务。美国“捕食者”系列无人机因其察打一体化设计缩短了从发现目标到精确打击之间的时间，提高了侦察信息的时效性和目标攻击的准确性，取得了多次“定点清除”的重大战果。然而，在日趋复杂的战场环境下，依靠单架无人机执行侦察-打击全包线任务会显著提高设计成本，降低任务执行的鲁棒性。本专利技术旨在利用无人机集群的协同作业模式克服单架无人机察打一体化任务分配的技术瓶颈，提出一种鲁棒高效的动态协同任务分配方法，实现无人机集群面向察打一体化作战任务的高效智能决策。目前，无人机集群自主协同任务分配方法主要侧重于集中式算法和启发式分布式算法。集中式算法包括整数线性规划、混合整数线性规划、蚁群算法、遗传算法等。然而，这类算法存在两个显著缺陷，即对中心规划节点的依赖性和高昂的计...
【技术保护点】
1.一种仿狼群合作狩猎机制的无人机集群动态任务分配方法，其特征在于：该方法实现步骤如下：/n步骤一：初始化战场环境设置，具体包括：初始化无人机六自由度运动控制模型；初始化战场空间；初始化侦察与打击任务设置；/n步骤二：执行侦察/打击/引领任务，具体包括：执行探狼任务；执行猛狼任务；执行头狼任务；/n步骤三：基于狩猎应激机制的攻击编队预分配，具体包括：/nS31、判断有效打击资源量；/nS32、计算狩猎应激阈值模型；/nS33、生成攻击预分配队列；/n步骤四：基于狩猎能量均衡模型的头狼/猛狼任务分配，具体包括：/nS41、基于狩猎总能量筛选有效编队组合；/nS42、计算均衡资...
【技术特征摘要】
1.一种仿狼群合作狩猎机制的无人机集群动态任务分配方法，其特征在于：该方法实现步骤如下：
步骤一：初始化战场环境设置，具体包括：初始化无人机六自由度运动控制模型；初始化战场空间；初始化侦察与打击任务设置；
步骤二：执行侦察/打击/引领任务，具体包括：执行探狼任务；执行猛狼任务；执行头狼任务；
步骤三：基于狩猎应激机制的攻击编队预分配，具体包括：
S31、判断有效打击资源量；
S32、计算狩猎应激阈值模型；
S33、生成攻击预分配队列；
步骤四：基于狩猎能量均衡模型的头狼/猛狼任务分配，具体包括：
S41、基于狩猎总能量筛选有效编队组合；
S42、计算均衡资源消耗量；
S43、计算狩猎能量均衡指标；
S44、生成头狼/猛狼攻击编队；
步骤五：更新侦察环境地图，具体包括：更新概率地图；更新确定性地图；
步骤六：基于环境应激机制的探狼任务分配，具体包括：
S61、计算环境应激阈值模型；
S62、侦察网格目标分配；
步骤七：狼群移动路径规划，具体包括：探狼/头狼路径规划；猛狼路径规划；无人机路径跟踪控制；输出任务分配结果。
2.根据权利要求1所述的仿狼群合作狩猎机制的无人机集群动态任务分配方法，其特征在于：所述步骤S32计算狩猎应激阈值模型的具体过程如下：
第j架无人机按下式计算其狩猎应激响应阈值
其中，为第j架无人机选择攻击目标k的狩猎应激阈值，a1、a2分别为正常数，δjk表示第j架无人机面对目标k的打击能力，PA(p,q)表示第p种类型无人机对第q种类型目标的打击概率；PA,min为允许的最小打击概率；目标k的打击激励函数为则第j架无人机选择攻击目标k的应激概率由下式表示
其中，b为正常数，Δτjk表示第j架无人机到达目标k所处位置的预计飞行时间，可表示为
其中，xk,yk,zk分别为目标k的三维位置，Δdjk表示第j架无人机与目标k的相对距离，表示向上取整；第j架无人机依据应激概率选择是否攻击目标k；若是，向第i架无人机返回应答信息及其有效资源量Jj、无人机类型p(j)；否则，转步骤五。
3.根据权利要求1所述的仿狼群合作狩猎机制的无人机集群动态任务分配方法，其特征在于：所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：段海滨，张岱峰，邓亦敏，魏晨，吴江，周锐，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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