有人机/无人机编队协同任务分配方法 被引量：58

1

作者 刘跃峰 张安 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期584-588,共5页

任务分配方法是任务控制过程的重要组成部分,是编队协同作战指挥策略的关键。以合同网协议(contract net protocol,CNP)和多智能体系统(multi-agent system,MAS)理论为基础,建立了有人机/无人机编队MAS结构和基于投标过程的任务分配模型... 任务分配方法是任务控制过程的重要组成部分,是编队协同作战指挥策略的关键。以合同网协议(contract net protocol,CNP)和多智能体系统(multi-agent system,MAS)理论为基础,建立了有人机/无人机编队MAS结构和基于投标过程的任务分配模型,将任务优先权引入任务分配模型中,可以实现预先任务分配和执行过程中动态任务分配,保证动态环境下编队整体分配效能较优。针对作战想定进行了仿真计算,结果表明,基于CNP和MAS理论的有人机/无人机编队协同任务分配策略具有良好的预先任务分配和实时任务分配效果,能够满足编队作战任务的需要。 展开更多

关键词 有人机/无人机编队 协同任务分配 合同网协议 多智能体系统

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多UCAV协同任务分配模型及粒子群算法求解 被引量：28

2

作者 杜继永 张凤鸣 +1 位作者 杨骥 吴虎胜 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2012年第11期1751-1755,共5页

任务分配是多无人作战飞机(UCAV)协同控制的基础.对此,分析了影响任务分配的关键战技指标,建立了针对攻击任务的多UCAV协同任务分配模型.应用连续粒子群算法对问题进行求解,建立了粒子与实际问题间的映射,通过位置饱和策略构造粒子的搜... 任务分配是多无人作战飞机(UCAV)协同控制的基础.对此,分析了影响任务分配的关键战技指标,建立了针对攻击任务的多UCAV协同任务分配模型.应用连续粒子群算法对问题进行求解,建立了粒子与实际问题间的映射,通过位置饱和策略构造粒子的搜索空间,采用自适应惯性权重提高粒子群算法的收敛速度和全局寻优能力.考虑到单机的任务载荷限制,引入了买卖合同机制以实现多机任务协调.仿真结果表明,所提出模型和算法可以较好地解决多UCAV协同任务分配问题. 展开更多

关键词 无人作战飞机 协同任务分配 粒子群算法 自适应惯性权重 买卖合同

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基于多基因遗传算法的异构多无人机协同任务分配 被引量：22

3

作者 田震 王晓芳 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2019年第1期39-44,共6页

以异构多无人机对多目标执行侦查、攻击和评估任务为背景,开展协同任务分配问题建模、算法设计和仿真分析。综合考虑异构无人机任务执行能力、任务执行时序和自身运动学等约束,同时考虑各无人机机载弹药毁伤概率因素,建立以任务执行时... 以异构多无人机对多目标执行侦查、攻击和评估任务为背景,开展协同任务分配问题建模、算法设计和仿真分析。综合考虑异构无人机任务执行能力、任务执行时序和自身运动学等约束,同时考虑各无人机机载弹药毁伤概率因素,建立以任务执行时间和攻击收益为综合性能指标的任务分配优化模型,提出避免产生"死锁"现象的基于多类型基因编码的改进遗传算法,实现对协同任务分配问题的求解。基于任务分配方案和无人机的最小转弯半径,采用Dubins路径协调方法,生成无人机的可飞航迹。仿真结果表明,改进遗传算法可快速有效地求解多约束条件下异构多无人机协同任务分配问题,基于Dubins路径协调可为每个无人机生成完整的可飞航迹。 展开更多

关键词 异构多无人机 协同任务分配 遗传算法 Dubins路径

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基于SEAD任务特性约束的协同任务分配方法 被引量：14

4

作者 吴蔚楠 关英姿 +1 位作者 郭继峰 崔乃刚 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2017年第9期1574-1582,共9页

以多异构无人机执行SEAD任务为背景,开展协同任务分配问题建模、算法设计和仿真分析.采用图论的方法完成问题的建模,将无人机本体等效为Dubins Car模型,并对其在相应目标处执行侦查、打击、评估任务时的进入角度进行约束,通过Dubins路... 以多异构无人机执行SEAD任务为背景,开展协同任务分配问题建模、算法设计和仿真分析.采用图论的方法完成问题的建模,将无人机本体等效为Dubins Car模型,并对其在相应目标处执行侦查、打击、评估任务时的进入角度进行约束,通过Dubins路径完成对无人机飞行路径的等效,采用分布式遗传算法完成对问题的快速求解.研究结果表明,带有路径末端角度约束的任务分配问题具有较好的实用意义,分布式遗传算法可有效处理实时任务分配问题,完成任务空间的快速决策. 展开更多

关键词 异构无人机 Dubins 协同任务分配 SEAD任务约束 分布式遗传算法

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基于自适应烟花算法的多无人机任务分配 被引量：12

5

作者 马焱 赵捍东 +4 位作者 张玮 陈白禹 邵先锋 张晓东 张跃跃 《电光与控制》 北大核心 2018年第1期37-43,共7页

多无人机任务分配是复杂的多约束多目标非线性优化问题,针对常用智能算法的各自缺陷,结合烟花算法特点,提出使用改进的自适应烟花算法处理该问题。首先建立了该问题的数学模型,使用层次分析法结合灰色关联法求得各指标权重,并用外罚函... 多无人机任务分配是复杂的多约束多目标非线性优化问题,针对常用智能算法的各自缺陷,结合烟花算法特点,提出使用改进的自适应烟花算法处理该问题。首先建立了该问题的数学模型,使用层次分析法结合灰色关联法求得各指标权重,并用外罚函数法将该模型转化为无约束单目标极值问题;然后使用自适应烟花算法求解该模型。为验证自适应烟花算法处理该问题的优越性,分别用几种不同优化算法做仿真计算。结果表明,自适应烟花算法能快速收敛于全局最优解,其结果直观地表述了该复杂情景下合理任务分配方案。 展开更多

关键词 协同任务分配 外罚函数法 烟花算法 多约束多目标优化

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考虑子系统执行能力的多无人机协同任务规划 被引量：4

6

作者 张鸿运 王磊 +3 位作者 张旭 丁宇 吕琛 王昕炜 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期127-138,共12页

任务分配是提高无人机运维效率的关键技术之一。针对子系统执行能力约束条件下的无人机蜂群协同任务分配问题,提出一种融合拍卖机制的改进狼群算法。首先,定义子系统能力矩阵以实现无人机异构性和任务执行能力的统一描述。其次,对个体... 任务分配是提高无人机运维效率的关键技术之一。针对子系统执行能力约束条件下的无人机蜂群协同任务分配问题,提出一种融合拍卖机制的改进狼群算法。首先,定义子系统能力矩阵以实现无人机异构性和任务执行能力的统一描述。其次,对个体狼采用矩阵编码,针对违反攻击次数的非可行解,提出基于拍卖机制的修正策略,以进行处理。然后,在个体狼位置更新过程中融入遗传算法思想,在探索阶段和围捕阶段分别进行相邻行交换操作和间隔列交叉操作,以实现快速寻优。最后,将第三优狼引入到狼群更新过程中,从而增强种群的多样性。仿真实验结果表明,所提方法能够有效求解子系统执行能力约束下无人机蜂群协同任务规划问题;且相比于其他改进进化算法,所提方法具有更好的寻优性与收敛速度。 展开更多

关键词 协同任务分配 狼群算法 矩阵编码 拍卖机制 子系统能力矩阵

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有人/无人机编队打击时敏目标任务分配 被引量：7

7

作者 王宇琦 张安 毕文豪 《电光与控制》 北大核心 2018年第8期7-10,共4页

针对有人/无人机编队协同打击地面时敏目标的任务分配问题,利用有人/无人机编队系统总体框架和时敏特性函数,构建有人/无人机编队协同打击地面时敏目标的任务分配模型。采用改进的遗传算法,通过引入矩阵型编码提升任务效率,通过引入针... 针对有人/无人机编队协同打击地面时敏目标的任务分配问题,利用有人/无人机编队系统总体框架和时敏特性函数,构建有人/无人机编队协同打击地面时敏目标的任务分配模型。采用改进的遗传算法,通过引入矩阵型编码提升任务效率,通过引入针对死锁问题的解码方法来解决任务分配的时序问题,最后运用该算法进行了仿真计算。结果表明该算法具有良好的任务分配效率。 展开更多

关键词 有人/无人机编队 时敏目标 协同任务分配 遗传算法

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通信延迟约束下多无人机任务指派冲突消解 被引量：6

8

作者 符小卫 冯鹏 +1 位作者 高晓光 刘重 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第7期1491-1497,共7页

以复杂战场环境下多无人机任务指派为研究背景,针对分布式结构下通信延迟可能导致指派冲突的问题,设计了通过设置比较阈值和对无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)进行优先级排序的方法,以极小的通信代价预测潜在指派冲突;之后开启编... 以复杂战场环境下多无人机任务指派为研究背景,针对分布式结构下通信延迟可能导致指派冲突的问题,设计了通过设置比较阈值和对无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)进行优先级排序的方法,以极小的通信代价预测潜在指派冲突;之后开启编队内通信,通过比较各UAV的指派方案确定当前可执行的最优任务,从而达到冲突消解的目的。通过MultiUAV2仿真平台对提出的方法进行验证。仿真结果表明,该冲突消解机制能够准确高效地预测和消解指派冲突,具有可行性与合理性;且由于采用动态的阈值设定,对不同的作战环境有较好的适用性。 展开更多

关键词 多无人机 协同任务指派 分布式估计 冲突消解

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基于DE-DPSO-GT-SA算法的协同多任务分配 被引量：3

9

作者 李桂亮 毕海洋 +1 位作者 洪雪健 金琳乘 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期90-96,共7页

针对无人机(UAV)编队的协同多任务分配问题(CMTAP),考虑双机协同探测、双机协同攻击的情况,结合时间约束、时序约束、时间间隔约束、载机弹药约束、任务能力约束等约束条件,扩展了协同多任务分配模型;将差分进化(DE)算法、郭涛(GT)算法... 针对无人机(UAV)编队的协同多任务分配问题(CMTAP),考虑双机协同探测、双机协同攻击的情况,结合时间约束、时序约束、时间间隔约束、载机弹药约束、任务能力约束等约束条件,扩展了协同多任务分配模型;将差分进化(DE)算法、郭涛(GT)算法、离散粒子群优化(DPSO)算法、模拟退火(SA)算法进行融合,提出了DE-DPSO-GT-SA算法,用以求解协同多任务分配问题。通过与多种算法进行比较,仿真试验结果表明,所提算法具有较好的收敛性能。 展开更多

关键词 协同任务分配 协同作战 离散粒子群优化(DPSO) 差分进化(DE) 无人机(UAV)编队

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基于改进粒子群算法的多UCAV任务分配仿真研究 被引量：3

10

作者 杜继永 张凤鸣 +1 位作者 黄国荣 杨骥 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期650-655,共6页

针对多无人作战飞机(UCAV)协同任务分配问题,提出了一种基于改进粒子群算法的任务分配方法。分析了影响任务分配的关键战技指标,考虑单架UCAV任务载荷限制的情况,建立了对地攻击任务背景下多UCAV协同任务分配模型。采用连续粒子群算法... 针对多无人作战飞机(UCAV)协同任务分配问题,提出了一种基于改进粒子群算法的任务分配方法。分析了影响任务分配的关键战技指标,考虑单架UCAV任务载荷限制的情况,建立了对地攻击任务背景下多UCAV协同任务分配模型。采用连续粒子群算法对问题进行求解,建立离散问题空间与连续粒子运动空间映射,通过位置饱和策略及买卖合同机制有效地解决多约束条件下粒子寻优。最后通过仿真实验,对模型和算法的有效性进行了验证。 展开更多

关键词 无人作战飞机 协同任务分配 改进粒子群优化算法 买卖合同 仿真

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基于改进狼群算法的多无人机协同多目标分配 被引量：2

11

作者 周同乐 陈谋 +1 位作者 韩增亮 王勤 《导航定位与授时》 CSCD 2022年第5期46-55,共10页

针对现代空战多无人机协同多目标任务分配问题,结合标准狼群算法,提出了一种改进狼群算法的多目标任务分配方法。根据狼群的不同分工以及搜索属性,建立了基于自主游走机制的头狼产生规则、基于多策略知识库的探狼游走机制和基于自适应... 针对现代空战多无人机协同多目标任务分配问题,结合标准狼群算法,提出了一种改进狼群算法的多目标任务分配方法。根据狼群的不同分工以及搜索属性,建立了基于自主游走机制的头狼产生规则、基于多策略知识库的探狼游走机制和基于自适应步长的猛狼奔袭及围攻方式,从而对传统狼群算法的随机性进行智能化约束与控制,以解决多无人机协同多目标任务分配问题。数值仿真结果表明,该方法能够快速有效获得任务分配方案,避免陷入局部最优。 展开更多

关键词 多无人机协同 协同任务分配 狼群算法 多策略机制 自适应步长

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基于改进MOSFLA的多机协同任务分配 被引量：1

12

作者 何建华 王安龙 +3 位作者 陈松 张越 刘琨 赵焕义 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期630-636,共7页

为解决多机协同任务分配这一多约束组合优化问题,提出了一种基于矩阵二进制编码的改进多目标混合蛙跳算法(multi-objective shuffled frog-leaping algorithm,MOSFLA)的任务分配策略。首先,建立了基于目标剩余价值、战机攻击损耗和航程... 为解决多机协同任务分配这一多约束组合优化问题,提出了一种基于矩阵二进制编码的改进多目标混合蛙跳算法(multi-objective shuffled frog-leaping algorithm,MOSFLA)的任务分配策略。首先,建立了基于目标剩余价值、战机攻击损耗和航程代价的多目标优化模型;然后,对混合蛙跳算法的位置更新策略进行了改进,以保证更新过程中解的可行性及算法的全局收敛能力;最后,利用改进算法求解多机协同对地攻击任务分配问题,得出问题的Pareto最优解集。仿真实验表明,改进算法能够在较短时间内同时得出多个分配方案,增加决策的灵活性。 展开更多

关键词 协同任务分配 混合蛙跳算法 多目标 矩阵二进制编码 PARETO最优解集

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一种基于滤波的分布式任务分配算法 被引量：1

13

作者 雷佳 刘航 《电子设计工程》 2014年第15期19-22,共4页

尽管同步模式协同算法允许团队在许多通用网络拓扑中达成一致状态感知并执行任务分配,但收敛到一致状态感知需要花费大量时间,传输大量数据。在低带宽环境中这会导致严重的潜在问题,增加求解任务方案时间。分析了现存协同拍卖算法例如、... 尽管同步模式协同算法允许团队在许多通用网络拓扑中达成一致状态感知并执行任务分配,但收敛到一致状态感知需要花费大量时间,传输大量数据。在低带宽环境中这会导致严重的潜在问题,增加求解任务方案时间。分析了现存协同拍卖算法例如、CBBA,HIPC等的优缺点,并对HIPC进行改进。采用将滤波框架引入分布式协同拍卖的方法,在建立任务束阶段采用滤波算法对局部状态感知进行估计。打破了HIPC对局部场景感知的完美假设,使得新算法可以在局部感知不可靠条件下良好运行,该算法可以异步进行并行任务分配和冲突分解。通过试验得出相比于HIPC,新算法减少了任务冲突次数,缩短任务执行时间。 展开更多

关键词 协同任务分配 信息不确定性 分布式拍卖算法 滤波框架 多代理协同

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基于蚁群算法的无人机协同多任务分配 被引量：68

14

作者 苏菲 陈岩 沈林成 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第B05期184-191,共8页

采用蚁群算法对无人机协同多任务分配问题(CMTAP)进行研究。在通用CMTAP模型的基础上,综合考虑包括动态任务时间约束和无人机任务能力的差别多类复杂约束条件,建立扩展的协同多任务分配模型。在多子群蚁群算法的基础上,提出了基于分工... 采用蚁群算法对无人机协同多任务分配问题(CMTAP)进行研究。在通用CMTAP模型的基础上,综合考虑包括动态任务时间约束和无人机任务能力的差别多类复杂约束条件,建立扩展的协同多任务分配模型。在多子群蚁群算法的基础上,提出了基于分工机制的蚁群算法对CMTAP进行求解。根据协同多任务分配的特点,设计了基于任务能力评估的问题解构造策略和基于任务代价的状态转移规则,提高了算法的性能。仿真实验结果表明该方法能有效地解决无人机协同多任务分配问题。 展开更多

关键词 无人机 协同多任务分配问题 动态时间窗 分工机制 多子群蚁群算法

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基于协同进化的混合变量多目标粒子群优化算法求解无人机协同多任务分配问题 被引量：38

15

作者 王峰 张衡 +1 位作者 韩孟臣 邢立宁 《计算机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期1967-1983,共17页

无人机多机协同控制系统近年来已被广泛地应用在军事打击、海洋监测、陆地航拍和灾情探测等领域.针对无人机协同多任务分配问题,为了更加准确地描述无人机协同多任务分配场景,本文考虑实际应用场景下的多种复杂约束,并以无人机飞行总航... 无人机多机协同控制系统近年来已被广泛地应用在军事打击、海洋监测、陆地航拍和灾情探测等领域.针对无人机协同多任务分配问题,为了更加准确地描述无人机协同多任务分配场景,本文考虑实际应用场景下的多种复杂约束,并以无人机飞行总航程最少和任务完成时间最短为优化目标,构建了混合变量多约束的无人机协同多任务分配问题模型M-CMTAP.为了高效求解上述模型,本文提出一种基于协同进化的混合变量多目标粒子群优化算法C-MOPSO.C-MOPSO采用基于任务分配和路径规划的编码方法表示无人机的任务分配结果和路径规划结果及基于约束处理的可行解初始化方法生成可行粒子;同时利用基于结构学习的重组策略对粒子进行更新以提高种群的多样性和收敛性;并引入协同进化策略在两个子种群之间进行合作进化以提高算法的搜索效率.根据无人机和目标的分布状态设计4个代表性的测试实例并验证算法性能,实验结果表明,与其他采用协同进化策略的算法相比,所提算法在解的收敛性和解集多样性上均具有显著的性能优势. 展开更多

关键词 协同进化 粒子群优化算法 混合变量优化问题 多目标优化 无人机任务分配问题

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多无人机系统协同多任务分配模型与仿真 被引量：10

16

作者 龙国庆 祝小平 周洲 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2011年第4期68-71,76,共5页

针对多约束条件下的多无人机系统协同多任务分配问题(CMTAP),提出了利用多约束条件下的多车场车辆路径问题(MDVRPMC)对协同多任务分配问题进行建模,在设计基于Pareto最优的遗传模拟退火算法的基础上,对存在任务点动态时间窗口约束、任... 针对多约束条件下的多无人机系统协同多任务分配问题(CMTAP),提出了利用多约束条件下的多车场车辆路径问题(MDVRPMC)对协同多任务分配问题进行建模,在设计基于Pareto最优的遗传模拟退火算法的基础上,对存在任务点动态时间窗口约束、任务类型约束、无人机任务能力约束等条件下的协同多任务分配问题进行了求解。实例仿真表明,该方法能有效地解决多无人机系统的协同多任务分配问题。 展开更多

关键词 多无人机 协同多任务分配问题 车辆路径问题 PARETO最优 遗传模拟退火算法

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一种改进多目标灰狼优化算法的多无人机任务分配 被引量：6

17

作者 王昭 华翔 《西安工业大学学报》 CAS 2021年第1期94-102,共9页

针对多无人机对空中移动目标协同执行多任务问题,本文提出了一种基于并行机制的多目标灰狼优化算法。结合无人机空中态势模型,以最小化执行代价和最小化时间代价为双目标函数,建立了多无人机协同多任务分配模型;将多个无人机视为并行的... 针对多无人机对空中移动目标协同执行多任务问题,本文提出了一种基于并行机制的多目标灰狼优化算法。结合无人机空中态势模型,以最小化执行代价和最小化时间代价为双目标函数,建立了多无人机协同多任务分配模型;将多个无人机视为并行的灰狼子群,对每个子群分别采用分层编码和多目标优化算法保留其最优个体;通过档案室共享策略获得整个群体的最优解;仿真对比验证了改进多目标灰狼优化算法与传统的智能算法。研究结果表明:与多目标灰狼优化算法和多目标粒子群算法相比,基于并行机制的多目标灰狼优化算法在代价函数均值方面分别降低了约3.8%和4.1%,在收敛值方面分别降低了约15.5%和6.2%,具有更好的稳定性和收敛性。 展开更多

关键词 任务分配 多目标灰狼优化算法 分层编码 档案室共享策略 协同多任务分配模型

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基于免疫粒子群算法的多UCAV协同任务分配 被引量：7

18

作者 有伟 王社伟 陶军 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2010年第32期224-227,235,共5页

任务分配问题是多UCAV协同控制的关键和有效保证。综合考虑问题的多规划指标和多类复杂约束条件,建立了基于多目标整数规划的协同多任务分配模型。通过模拟生物免疫系统的免疫特征和运行机制,并将粒子群优化作为算法的局部搜索算子,设... 任务分配问题是多UCAV协同控制的关键和有效保证。综合考虑问题的多规划指标和多类复杂约束条件,建立了基于多目标整数规划的协同多任务分配模型。通过模拟生物免疫系统的免疫特征和运行机制,并将粒子群优化作为算法的局部搜索算子,设计了一种适用于问题求解的免疫粒子群算法,使算法同时具有人工免疫算法种群多样性好、粒子群优化局部搜索能力和进化方向性强等特点。仿真实验表明该方法具有良好的优化效果和时间特性,可较好地解决多UCAV协同任务分配问题。 展开更多

关键词 无人作战飞机 协同控制 任务分配 免疫粒子群优化 人工免疫

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