[发明专利]无人水下航行器群体任务协调系统及方法

权利要求书

1.无人水下航行器群体任务协调系统，其特征在于：包括传感器模块、全局状态模块、任

务协调模块和UUV执行器，

传感器模块用于采集环境信息、UUV自身状态信息并接收其他UUV发送的信息；

全局状态模块包括更新单元、UUV描述单元、任务描述单元，更新单元用于分析采集环境信息、UUV自身状态信息并接收其他UUV发送的信息，UUV描述单元进行UUV状态的更新，任务描述单元进行任务状态的更新；

任务协调模块包括不可预见情况和冲突单元、动态任务规划单元、任务分配单元、组合体维护单元、执行单元，不可预见情况和冲突单元进行不可预见情况和冲突情况的检测与处理，当出现不可预见情况和冲突情况时，广播检测到的信息并使用预置的措施进行处理；动态任务规划单元对所有未完成任务进行重新规划并划分子任务；任务分配单元从子任务中选择一个候选任务，对候选任务执行拍卖，根据其他UUV向任务分配单元发送竞拍信息将子任务进行分配；组合体维护单元用于对组合体成员的更新；执行单元驱动UUV执行器运行任务。

2.基于权利要求1所述的无人水下航行器群体任务协调系统的任务协调方法，其特征在于：

传感器模块采集环境信息、UUV自身状态信息并接收其他UUV发送的信息，传送给更新单元；

更新单元分析接收的信息后将结果传送给UUV描述单元和任务描述单元；

UUV描述单元根据接收的信息进行UUV状态的更新，将更新后的UUV状态信息分别传送给动态任务规划单元、不可预见情况和冲突单元；

任务描述单元根据接收的信息进行任务状态的更新，将更新后的任务状态信息分别传送给动态任务规划单元、不可预见情况和冲突单元；

不可预见情况和冲突单元接收UUV状态信息、任务状态信息和其他UUV发送的信息，执行不可预见情况和冲突的检测，当检测到不可预见情况和冲突时，广播警告信息并使用预置的预防措施进行处理；

动态任务规划单元根据接收的UUV状态信息、任务状态信息，通过构建未完成任务优先队列执行任务规划，并划分子任务，将结果传送给任务分配单元；

任务分配单元从子任务中选择一个候选任务，使用基于合同网的拍卖机制对候选任务执行拍卖，根据其他UUV向任务分配单元发送竞拍信息将子任务进行分配，将结果传送给组合体维护单元，并且广播任务分配；

组合体维护单元根据子任务分配信息对执行任务的组合体成员更新；

执行单元根据得到的任务驱动UUV执行器运行任务，广播任务执行信息。

3.根据权利要求2所述的无人水下航行器群体任务协调方法，其特征在于：所述的UUV描

述单元输出的UUV状态信息为：

<u_id,u_cap,u_relinfo,u_stat>

其中u_id表示UUV唯一标识，u_cap表示UUV的能力，u_relinfo表示UUV的其它相关信息，u_stat表示UUV的当前状态，分别有：

<idle,excuting,failed,auctionning>

idle表示空闲状态，excuting表示正在执行任务中，failed表示任务失败、auctionning表示正在拍卖。

4.根据权利要求3所述的无人水下航行器群体任务协调方法，其特征在于：所述的任务描述单元输出的任务状态信息为：

<t_id,t_reqcap,t_reqno,t_relinfo,t_stat>

其中t_id表示任务唯一标识，t_reqcap表示执行此任务所需能力，t_reqno表示执行此任务需要的最少UUV数量，t_relinfo表示任务的相关信息，t_stat表示任务的当前状态，分别有：

<unachieved,auctioned,being_excuted,achieved,uncertain>

unachieved表示任务未完成未拍卖、auctioned表示未完成已拍卖、being_excuted表示正在执行、achieved表示已经完成、uncertain表示状态不确定。