[发明专利]一种面向空中机动作战的无人机集群协同任务规划方法

权利要求书

1.一种面向空中机动作战的无人机集群协同任务规划方法，其特征在于；所述的无人机集群协同任务规划方法用于无人驾驶反辐射攻击机执行三维地图下复杂任务环境中的攻击任务，也可用于察打、侦察任务的多无人机协同任务规划；

所述的无人机集群协同任务规划方法包括以下步骤：

步骤一.根据无人机的物理性能约束，飞行任务要求，任务环境信息，建立无人机协同任务规划数学模型；

步骤二.借鉴生物生命周期特征，将任务规划寻优过程映射到生命周期生长发育过程中，采用空间平面分割，以一个分割平面上的一点，组成航迹点集合；

所述的步骤二中借鉴生物生命周期特征，将任务规划寻优过程映射到生命周期生长发育过程中，采用空间平面分割，以一个分割平面上一点，组成航迹点集合：

1)将无人机对航迹点的寻优映射到个体按适应度值繁殖和淘汰；

2)设第i个敌方目标被摧毁需要的最小无人机数量为设置最大任务分配迭代次数；

3)随机初始化飞往i个敌方目标的无人机数N_i，且每个目标初始化的无人机数分配给各基地，基地分到无人机的数目为该基地的初始化攻击无人机数，若此数量大于该基地的最大可出动无人机数，则返回继续进行初始化无人机分配；

4)对于目标基地、障碍物和雷达进行地图建模，并将地图用多组平行于xoz面的平面等距分割，设平面数量为M,目标点i到xoz面的距离为D_i，最小航路段长度为l_min，则：

5)每个平面上的任意一点可能的航迹点，对于一个UAV，一个平面上有且只有一个航迹点；

步骤三.利用了变种群个体数，改进了生命周期群搜索算法(LSO)，利用改进生命周期群搜索算法(ILSO)，基于层次优化思想，将多无人机协同任务规划问题分为两层，第一层进行航迹点集合搜索寻优，得到各UAV可飞行路径，第二层将在固定障碍物内的航迹进行再优化得到安全路径。

2.根据权利要求1所述的一种面向空中机动作战的无人机集群协同任务规划方法，其特征在于：所述的步骤一中，所述的无人机物理性能约束包括：最大偏航角，最大爬升/俯冲角，最小航路段长度和最高/最低飞行高度，所述的飞行任务要求包括无人机飞行起点位置和终点位置，固定的目标进入方向和相同的到达时间，所述的任务环境信息包括威胁源的位置和半径，障碍物的位置和形状。

3.根据权利要求1或2所述的一种面向空中机动作战的无人机集群协同任务规划方法，其特征在于：所述的步骤一中，所述的无人机协同任务规划数学模型包括多无人机协同任务规划的目标函数和UAV物理限制，战场环境信息对任务规划的约束条件；无人机协同任务规划的目标函数根据应用不同而有所不同，以最小飞行总耗能代价、最小威胁代价，最大收益代价为目标函数，如下式所示：

min(f₁,f₂,f₃) (1)

其中P_Di表示雷达发现目标的概率，c_ij表示第i条路线上第j段的长度，为攻击任务威胁权重，同样为收益权重，其中n为派往敌方基地i的飞机数量。