多飞行器协同任务分配与航迹规划一体化优化方法及装置制造方法及图纸

一种多飞行器协同任务分配与航迹规划一体化优化方法及装置，包括综合考虑各种约束构建多飞行器协同航迹规划模型；综合考虑各种约束构建多飞行器协同攻击任务分配模型；基于所述多飞行器协同航迹规划模型和多飞行器协同攻击任务分配模型构建多飞行器协同任务分配与航迹规划一体化模型并利用优化算法求解，输出最优的一体化协同任务分配方案和协同航迹规划结果

【技术实现步骤摘要】
多飞行器协同任务分配与航迹规划一体化优化方法及装置


[0001]本专利技术主要涉及到飞行器任务规划
，尤其是一种多飞行器协同任务分配与航迹规划一体化优化方法及装置
。

技术介绍

[0002]多飞行器协同打击任务分配和航迹规划问题是多飞行器协同任务规划的两个关键子问题
。
任务分配的目的是通过计算各飞行器执行任务的效能，然后以一定的准则进行优化求解得到目标分配方案，航迹规划则是在任务分配的基础上，为每一个飞行器规划符合约束的可行或最优飞行航迹
。
任务分配与航迹规划之间是高度耦合的
。
一方面，任务分配需要以飞行器执行任务的效能
(
如航迹长度
、
航迹受到的威胁等
)
为基础，而效能的计算通常与飞行航迹密切相关；另一方面，航迹规划又需要以任务分配结果为输入
。
[0003]解决任务分配和航迹规划耦合问题传统思路是分层求解，具体的解决办法是在进行任务分配之前，先进行航迹粗略规划，规划出各个发射点到各个目标点的粗略航迹，用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
多飞行器协同任务分配与航迹规划一体化优化方法，其特征在于，包括：根据飞行任务和规划区域，综合考虑航迹代价
、
威胁代价
、
飞行距离最短
、
最大航程约束
、
最短直飞距离约束
、
安全距离约束
、
同时到达约束，构建多飞行器协同航迹规划模型；根据飞行任务和规划区域，考虑飞行任务相关的约束条件，以使多飞行器分配任务序列满足目标收益最大
、
总体飞行距离最短
、
成本最小为目标，构建多飞行器协同攻击任务分配模型；基于所述多飞行器协同航迹规划模型和多飞行器协同攻击任务分配模型，综合考虑时间协同代价
、
空间协同代价和航迹性能约束，构建多飞行器协同任务分配与航迹规划一体化模型；利用优化算法求解所述多飞行器协同任务分配与航迹规划一体化模型，输出最优的一体化协同任务分配方案和协同航迹规划结果
。2.
根据权利要求1所述的多飞行器协同任务分配与航迹规划一体化优化方法，其特征在于，所述多飞行器协同航迹规划模型，为：其中
J
为多飞行器协同航迹规划的综合代价函数，
N
表示飞行器总数量，
α
k
表示第
k
个飞行器的权重系数，
k
＝
1,2,...,N
，
λ1和
λ2分别为威胁代价和航迹代价的归一化因子，
f1(k)
和
f2(k)
分别表示第
k
个飞行器的威胁代价模型和航迹代价模型；
L
k
(t)、L
p
(t)
分别表示
t
时刻第
k
个飞行器和第
p
个飞行器的航行位置，
||L
k
(t)
‑
L
p
(t)||≥d
s
表示要求任一时刻第
k
个飞行器和第
p
个飞行器的航线之间必须保持一定的安全间距以避免碰撞，
d
s
表示安全间距，
k
＝
1,2,...,N,p
＝
1,2,...,N,k≠p
；表示各飞行器到达目标的时间有交集，满足时间协同要求；分别为第
k
个飞行器的总航程
、
最大速度和最小速度
。3.
根据权利要求2所述的多飞行器协同任务分配与航迹规划一体化优化方法，其特征在于，第
k
个飞行器的威胁代价模型
f1(k)
，为：，为：其中
L
i,j,k
为第
k
个飞行器第
i
段航迹位于第
j
个威胁区域的长度，
d
i,j,1/4
、d
i,j,2/4
、d
i,j,3/4
分别为第
k
个飞行器的第
i
段航迹上的三个分割点到第
j
个威胁源的威胁中心的距离，所述三个分割点分别位于第
i
段航迹上
L
i
/4
，
2L
i
/4
，
3L
i
/4
处，
i
＝
1,2,...,Z
k
，
j
＝
1,2,...,M
k
，
M
k
为威胁源的个数，
Z
k
为第
k
个飞行器航迹段的个数，
T(d
i,j,1/4
)、T(d
i,j,2/4
)、T(d
i,j,3/4
)
分别为第
k
个飞行器在第
i
段航迹上三个分割点的威胁指数，将
T(d
i,j,1/4
)、T(d
i,j,2/4
)、T(d
i,j,3/4
)
统一用
T(R(k,j))
表示，
T(R(k,j))
为第
k
个飞行器受到第
j
个威胁源的威胁指数，
R
max
(j)
为第
j
个威胁源的最大作用半径，
R
k
为第
k
...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢愈，张远龙，程俊仁，范锦秀，李颖，刘鸿福，张万鹏，陈璟，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：