多无人机任务规划研究

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1、合肥工业大学硕士学位论文多无人机任务规划研究姓名：詹明明申请学位级别：硕士专业：管理科学与工程指导教师：胡笑旋201204多无人机任务规划研究摘要对特定目标持续高效的侦察是现今无人机(uAV)应用的一个重要方面。如何根据任务需求合理分配无人机侦察资源，制定侦察任务计划，进行多无人机任务规划是提高无人柳．任务侦察效能的关键环节之一。多无人机任务规划是一个复杂的多约束多目标优化问题，主要研究在满足无人机能力约束以及侦察任务需求前提下，合理安排无入机资源在合适的时间对目标进行侦察，以提高无人机整体的侦察效能。本文对问题进行建模分析并设计相应求解算法，主要研究工作如下：t。1)研究

2、了多无人机任务规划问题。根据侦察任务的目标位置、图像类型要求、地面分辨率要求、任务优先级、时间要求等属性对任务进行形式化描述：提出了任务分解的定义，研究了点目标、区域目标、海洋移动目标等侦察任务的分解方法：建立了单机场单机型任务规划问题的数学模型，设计了启发式求解算法，在单机场单机型问题基础上研究了多机场多机型问题，建立了其数学规划模型，通过启发式算法求出一个初始解，设计了基于禁忌搜索的初始解改进算法。(2)研究了多无入机任务重规划问题。分析了任务重规划的触发因素，研究了基于新增任务的重规划；建立了以最小扰动量、最大安排任务数和最小成本为目标的新增任务重规划模型，提出了最小

3、冲突集的构造方法，设计了基于最小冲突集的约束规划求解算法，有效地控制了重规划方案与初始方案间的变化量，降低了重规划所带来的成本和风险。(3)开发了多无人机任务规划原型系统。结合多无人机任务规划和重规划模型和算法的理论研究，开发了多无人机任务规划系统，设计仿真案例对模型和算法进行验证。论文围绕多无人机任务规划问题，在前人工作基础上，进行优化改进，旨在提高多无人机任务规划的效能。关键词：无人机任务规划禁忌搜索任务重规划扰动最小冲突集ResearchonMissionPlanningfOrMulti—UAVsABSTRACTNowadays，sustainablea11deffi

4、cientreconnaissanceofspecifictargetsisanimportantaspectofunmannedaerialVehic】e(UAV)app王ications．AccordingtomissiOnrequirements，toalIottheUAVreconnaissanceresourcesreasonablly，tode、，elOpareconnaissancemissionplans，multi—UAⅣmissionplanningisakeye】ementinimproVingthepel‘t、ormanceoftheUAVmissi

5、onreconllaissance．Multi—UAVmissionplanningisacomplexmulti—constraintmulti—objectiveopt“11izationproblem．1nordertoilnprovemulti．UpⅣoverallreconnaissance1)ert'0rmance，itconcernsplanningtheUAVresourcesattherighttimetocarryoutreconnaissanceunderthepremiseofUA~Vcapacityconstraintsandreconnaissa

6、ncemissions．ThisdissertationstudieshowtodesigntheappropriatesolutionaJ901．ithlll．Thecontributionsa】．easf6llows：(1)Establjshedamulti—UAVSmissionplanningmodelanddesignedas01utionalgorithm．BasedontheanalysisofUAVSreconnaissancemissiollsandunmannedaerialVehicles，itdesignedthefbrmaldescriptiono

7、fareconnaissancemissjonandtaskdecomposition1nethod．studiedthesingle—airport—single—typeandnlulti—airport—multi—typeproblenlsofmulti—taskplanning，establishedthccorrespondingmathematicalJnodelanddesignedasolutionalgorithm．(2)Establisheda111ulti—UpⅣSmissionreplan