无人机操纵中人机任务分配问题

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1、无人机操纵中的人机任务分配问题研究摘要：针对有/无人机对地协同作战的人机任务分配问题，通过合理假设对问题进行抽象简化，采用基于合同网的市场拍卖机制，建立了基于任务分配收益和代价的效费比函数模型，并以此模型为任务分配方案的评估标准。仿真实验结果表明该方法能够有效地处理多机协同多任务分配问题。关键词：有人机；无人机；协同任务分配；市场拍卖机制TheResearchontheTaskAssignmentProblemofHumanandAgentintheControlofUnmannedAerialVehicle

2、Abstract:Aimingatthecollaborativetaskassignmentproblemofmannedvehicleandunmannedaerialvehicle,wesimplifythisproblemthroughthereasonablehypothesis,adoptmarket-basedauctionmethodbasedonthecontractnet,establishacost-effectivenessratiofunctionmodelbasedontheinc

3、omeandcostoftaskallocation,andregardthismodelastheevaluationcriteriaoftaskallocationscheme.Thesimulationresultsshowthatthismodelcaneffectivelydealwiththetaskassignmentproblemofmulti-agents.KeyWords:MannedVehicle;UAV;Collaborativetaskassignment;Market-basedA

4、uctionMethod.第一章绪论1.1、选题背景近年来，无人驾驶飞行器（UnmannedAerialVehicle）的应用日益广泛，通常取代人类飞行员去执行危险、压力大、重复或者乏味的任务[5]，这使得无人机系统节省了重量,降低了成本,并能够进行长时间耐力任务。无人机上虽然没有驾驶员，但其操纵也需要飞行员在地面控制站的方舱中执行，无人机方舱中设有五个席位，包括侦察信息浏览席、链路监控席、飞行操控席、任务操控席和任务规划与指挥席。无人机上装有自动驾驶仪、程序控制装置等设备，位于地面、舰艇上或母机遥控站的工作

5、人员可通过雷达等探测装置，对其进行跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输等行为。对于无人机的回收，可采用像普通飞机着陆过程一样自动着陆的办法，或者通过远程控制借助降落伞或拦网进行回收，回收后仍可对其进行多次反复使用[2]。因此，在多机系统中，无人机的应用备受各国军队的关注，因为它们可以代替载人飞机去执行非常危险的任务。例如，对敌防空系统的压制是非一项常危险的任务，因为飞机需要暴露在敌人的雷达之下，在最近的一些局部冲突中，四分之一的美国战斗机已经使用无人机，这表明了无人机在现代战争中的重要地位。与有人机相比，无人机占

6、据的空间较小，制造成本低廉，操作简单，对作战环境要求低，能够有效降低人力损失，其精确、高效和灵敏的侦讯、干扰、搜寻及在非正规条件下作战等多种作战能力，也取得了令人瞩目的作战效果。虽然无人机具有诸多优点，但在实际作战过程中仍存在许多问题。例如，无人机的战场态势感知能力远远不如有人机，无人机的操纵员只能通过一系列数据来想象飞机在空中的姿态和所处环境，由于不能身临其境，经验再丰富的驾驶员也难免出现失误，特别是在紧急情况下，无人机的执行力将大打折扣，损毁率也极高。因此，在未来的军事发展中，有人机与无人机互相结合进行协

7、同作战将成为一种不可避免的趋势，各国也已开始对这种新型作战模式展开了研究。1.2、研究现状目前，无人飞行器的应用正在大幅增加，应用方面包括侦察等领域、搜索和救援，以及天气观测等。其研究现状具体如下：1.2.1、国外研究现状军事力量处于世界领先水平的欧美国家对多机协同作战系统的研究给予了极大的关注，并已经将这种作战模式运用到最近的几场战争中。伊拉克战争中，“阿帕奇”攻击机上的机组人员在收到该军无人机发送的目标信息后，及时对敌方目标进行了精准而致命的打击。美军在战争实践中感受到了有人机与无人机混合作战带来的胜利感

8、，鉴于几场战争中有人机和无人机协同作战的经历，美军企图将两者联合成一个配合能力更好、战斗力更强的混合机群。有人机的战场态势感知质量较高，而无人机的持续航行时间较长，航行距离较远。因此，美军打造的“海鹰”直升机和“火力侦察兵”无人侦察机混合编队，期望达到以下理想效果：　　第一，提高战斗效率，使得混合编队与控制系统间的信息反馈和指挥决策更加及时准确。一方面，无人机可以在第一时间进入战场环境，配合有人机迅