【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无人机任务规划，尤其是一种多无人机协同任务规划方法及装置。
技术介绍
1、对敌防空压制(suppression ofenemy air defenses,sead)是多无人机协同应用的典型场景，具有任务组成多样和时序协同复杂的特点。任务规划是异构无人机协同应用的顶层规划，属于离散变量(任务指派)和连续变量(任务时间)相结合的、多类型约束相关联的组合优化问题，解空间异常庞大且不可行解含量极高，求解十分困难。
2、异构多无人机系统是不同能力单元的组合，通过信息融合与资源互补打破单机能力壁垒，形成多样化应用模式，可以有效应对复杂多变的应用场景。sead场景是异构无人机协同应用的典型场景，存在多类时序关联任务，对无人机间的协同效率提出了很高要求。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提出一种多无人机协同任务规划方法及装置。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一方面，本专利技术提供一种多无人机协同任务规划方法，包括：
4、确定多无人机协同任务规划问题以及多无人机协同任务规划问题中的无人机集合、目标集合以及任务集合；
5、对所述多无人机协同任务规划问题进行任务规划解空间分析，包括综合考虑任务排列、任务指派和无人机出发时间建立了任务规划解空间上限的表达式，分析时序耦合约束、无人机异构能力约束对解空间的影响；
6、综合任务自身的时序耦合约束与无人机执行顺序，确定任务整体关
7、基于任务规划解空间分析结果构建时序耦合约束下的多无人机协同任务规划模型；
8、基于领域搜索混合进化算法求解所述多无人机协同任务规划模型，在领域搜索过程中，通过构造任务选择操作算子、任务排序操作算子和任务插入操作算子，基于任务整体关联关系以及任务动态时间窗口预先筛选任务插入位置，调整部分任务的无人机指派和执行顺序，以使最终输出的优化后的任务规划方案能够实现提升任务完成数量并缩短任务执行时间。
9、另一方面，提供多无人机协同任务规划装置，包括：
10、第一模块，用于确定多无人机协同任务规划问题以及多无人机协同任务规划问题中的无人机集合、目标集合以及任务集合；
11、第二模块，用于对所述多无人机协同任务规划问题进行任务规划解空间分析，包括综合考虑任务排列、任务指派和无人机出发时间建立了任务规划解空间上限的表达式，分析时序耦合约束、无人机异构能力约束对解空间的影响；
12、第三模块，用于综合任务自身的时序耦合约束与无人机执行顺序，确定任务整体关联关系以及任务动态时间窗口；
13、第四模块，用于基于任务规划解空间分析结果构建时序耦合约束下的多无人机协同任务规划模型；
14、第五模块，用于基于领域搜索混合进化算法求解所述多无人机协同任务规划模型，在领域搜索过程中，通过构造任务选择操作算子、任务排序操作算子和任务插入操作算子，基于任务整体关联关系以及任务动态时间窗口预先筛选任务插入位置，调整部分任务的无人机指派和执行顺序，以使最终输出的优化后的任务规划方案能够实现提升任务完成数量并缩短任务执行时间。
15、另一方面，本专利技术提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
16、确定多无人机协同任务规划问题以及多无人机协同任务规划问题中的无人机集合、目标集合以及任务集合；
17、对所述多无人机协同任务规划问题进行任务规划解空间分析，包括综合考虑任务排列、任务指派和无人机出发时间建立了任务规划解空间上限的表达式，分析时序耦合约束、无人机异构能力约束对解空间的影响；
18、综合任务自身的时序耦合约束与无人机执行顺序，确定任务整体关联关系以及任务动态时间窗口；
19、基于任务规划解空间分析结果构建时序耦合约束下的多无人机协同任务规划模型；
20、基于领域搜索混合进化算法求解所述多无人机协同任务规划模型，在领域搜索过程中，通过构造任务选择操作算子、任务排序操作算子和任务插入操作算子，基于任务整体关联关系以及任务动态时间窗口预先筛选任务插入位置，调整部分任务的无人机指派和执行顺序，以使最终输出的优化后的任务规划方案能够实现提升任务完成数量并缩短任务执行时间。
21、另一方面，本专利技术提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
22、确定多无人机协同任务规划问题以及多无人机协同任务规划问题中的无人机集合、目标集合以及任务集合；
23、对所述多无人机协同任务规划问题进行任务规划解空间分析，包括综合考虑任务排列、任务指派和无人机出发时间建立了任务规划解空间上限的表达式，分析时序耦合约束、无人机异构能力约束对解空间的影响；
24、综合任务自身的时序耦合约束与无人机执行顺序，确定任务整体关联关系以及任务动态时间窗口；
25、基于任务规划解空间分析结果构建时序耦合约束下的多无人机协同任务规划模型；
26、基于领域搜索混合进化算法求解所述多无人机协同任务规划模型，在领域搜索过程中，通过构造任务选择操作算子、任务排序操作算子和任务插入操作算子，基于任务整体关联关系以及任务动态时间窗口预先筛选任务插入位置，调整部分任务的无人机指派和执行顺序，以使最终输出的优化后的任务规划方案能够实现提升任务完成数量并缩短任务执行时间。
27、另一方面，本专利技术提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品存储在计算机可读存储介质上，并且包括计算机指令，所述计算机指令在由处理器运行时使得计算机设备执行以下步骤：
28、确定多无人机协同任务规划问题以及多无人机协同任务规划问题中的无人机集合、目标集合以及任务集合；
29、对所述多无人机协同任务规划问题进行任务规划解空间分析，包括综合考虑任务排列、任务指派和无人机出发时间建立了任务规划解空间上限的表达式，分析时序耦合约束、无人机异构能力约束对解空间的影响；
30、综合任务自身的时序耦合约束与无人机执行顺序，确定任务整体关联关系以及任务动态时间窗口；
31、基于任务规划解空间分析结果构建时序耦合约束下的多无人机协同任务规划模型；
32、基于领域搜索混合进化算法求解所述多无人机协同任务规划模型，在领域搜索过程中，通过构造任务选择操作算子、任务排序操作算子和任务插入操作算子，基于任务整体关联关系以及任务动态时间窗口预先筛选任务插入位置，调整部分任务的无人机指派和执行顺序，以使最终输出的优化后的任务规划方案能够实现提升任务完成数量并缩短任务执行时间。
33、本专利技术综合任务耦合约束与无人机执行顺序，设计了任务整体关联和可推迟时间计算方法，建立了时序耦合约束下异构无人机任务规划模型。根据上述分析，设计了基于邻域搜索策略的自适应混合进化算本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.多无人机协同任务规划方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的多无人机协同任务规划方法，其特征在于，多无人机协同任务规划问题中：无人机集合中第k个无人机Uk从第j个目标Tj前往第i个目标Ti执行任务Mi,m的飞行路径为NU为无人机集合中无人机总数目，为第k个无人机的指标参数集，包含飞行速度转弯半径包含航程载荷数量能力指标pU＞0表示无人机能够执行对应任务，表示第k个无人机Uk的|uk|个任务的执行顺序；Mi,m为第i个目标Ti的第m个任务，目标集合目标总数量为NT，第i个目标Ti的任务集第i个目标Ti的任务集中包含个存在时序耦合约束的任务，为任务Mi,m执行需求集，包含资源需求执行时长能力需求与设定时间窗口无设定时间窗口要求的任务受到任务规划整体完成时间的限制；全部任务按照所属目标序号排列，形成任务集合任务总数量为
3.根据权利要求2所述的多无人机协同任务规划方法，其特征在于，对所述多无人机协同任务规划问题进行任务规划解空间分析，包括：
4.根据权利要求2所述的多无人机协同任务规划方法，其特征在于，确定任务整体关联关系，包括：>
5.根据权利要求1所述多无人机协同任务规划方法，其特征在于，确定任务动态时间窗口，包括：
6.根据权利要求3所述的多无人机协同任务规划方法，其特征在于，构建多无人机协同任务规划模型，包括：
7.根据权利要求4所述的多无人机协同任务规划方法，其特征在于，基于邻域搜索的自适应混合进化算法求解所述多无人机协同任务规划模型，基于邻域搜索的自适应混合进化算法包括：
8.根据权利要求7所述的多无人机协同任务规划方法，其特征在于，所述领域搜索包括：
9.根据权利要求6所述的多无人机协同任务规划方法，其特征在于，根据插入任务选择算子选择加入待插入任务集合的任务，各插入任务选择算子的选择规则如下：
10.根据权利要求6所述的多无人机协同任务规划方法，其特征在于，任务排序算子包括随机排序算子、绝对遗憾排序算子和相对遗憾排序算子。
11.根据权利要求6所述的多无人机协同任务规划方法，其特征在于，计算当前任务可选的插入位置，包括：
12.根据权利要求6所述的多无人机协同任务规划方法，其特征在于，任务插入算子包括：
13.根据权利要求12所述的多无人机协同任务规划方法，其特征在于，种群重置操作时，将全部任务均加入待插入任务列表中，等概率选择四种任务插入操作算子，以随机顺序执行插入操作生成新的种群，筛选多样性强的任务方案更新外部存储库中的任务方案。
14.多无人机协同任务规划装置，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.多无人机协同任务规划方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的多无人机协同任务规划方法，其特征在于，多无人机协同任务规划问题中：无人机集合中第k个无人机uk从第j个目标tj前往第i个目标ti执行任务mi,m的飞行路径为nu为无人机集合中无人机总数目，为第k个无人机的指标参数集，包含飞行速度转弯半径包含航程载荷数量能力指标pu＞0表示无人机能够执行对应任务，表示第k个无人机uk的|uk|个任务的执行顺序；mi,m为第i个目标ti的第m个任务，目标集合目标总数量为nt，第i个目标ti的任务集第i个目标ti的任务集中包含个存在时序耦合约束的任务，为任务mi,m执行需求集，包含资源需求执行时长能力需求与设定时间窗口无设定时间窗口要求的任务受到任务规划整体完成时间的限制；全部任务按照所属目标序号排列，形成任务集合任务总数量为
3.根据权利要求2所述的多无人机协同任务规划方法，其特征在于，对所述多无人机协同任务规划问题进行任务规划解空间分析，包括：
4.根据权利要求2所述的多无人机协同任务规划方法，其特征在于，确定任务整体关联关系，包括：
5.根据权利要求1所述多无人机协同任务规划方法，其特征在于，确定任务动态时间窗口，包括：
6.根据权利要求3所述的多无人机协同任务规划方...
【专利技术属性】
技术研发人员：王建峰，贾高伟，郭正，侯中喜，王玉杰，王鹏，
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：
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