[发明专利]一种不确定条件下UUV自适应任务规划方法

权利要求书

1.一种不确定条件下UUV自适应任务规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、在UUV下水前，根据任务需求，将初始任务目标分为待执行目标集G₀和备用目标集B₀；G₀中为达到任务行动目的而必须完成的目标任务，属于待执行任务目标；B₀中为异常情况下可调整的新任务目标，或在系统资源有剩余的情况下，完成更多的任务以提高使用效益；

步骤二、任务规划器根据G₀生成初始任务计划Π₀；根据资源计算公式对Π₀成功概率进行评估，如果初始规划的任务计划成功概率满足给定的门限值要求，则将任务计划载入UUV控制系统开始执行；否则需要重新设定目标集；

步骤三、由UUV系统当前状态，根据任务类型分别评估后续任务计划成功率，并与设定门限值比较，如果任务成功率相对较小，则调用删除任务目标算法RAMG，反之调用增加任务目标算法AAMG，生成新的目标集G，根据目标集G重规划生成新的任务计划，UUV继续执行新任务计划；

步骤四、任务计划中的所有动作按顺序执行完毕，任务结束。

2.如权利要求1所述的一种不确定条件下UUV自适应任务规划方法，其特征在于，所述自适应任务规划方法由任务规划模块、任务目标管理模块和任务在线监控模块三个功能模块实现。

3.如权利要求2所述的一种不确定条件下UUV自适应任务规划方法，其特征在于，所述任务在线监控模块具有与无人系统底层控制系统的数据通信接口，能够实时获取各系统组部件工作状态以及故障信息，根据系统工况实时对任务进行评估；实时监控系统工作状态，更新目标任务集合，视情对任务计划进行调整。

4.如权利要求2所述的一种不确定条件下UUV自适应任务规划方法，其特征在于，所述任务目标管理模块根据系统工作信息对任务目标进行调整，调整后启动任务规划模块；在任务执行过程中，自适应任务调整是通过选择待执行任务目标实现的；目标选择的目的是优化任务计划，降低任务风险、提高任务效益，选择的方式有增加和删除两种；增加任务目标是指从备用任务目标集合中选择目标至待执行任务目标集合；删除任务目标是指移除待执行任务目标集合中相关目标至备用任务目标集合。

5.如权利要求2所述的一种不确定条件下UUV自适应任务规划方法，其特征在于，所述任务规划模块根据当前系统状态和任务目标生成任务计划。

6.如权利要求1所述的一种不确定条件下UUV自适应任务规划方法，其特征在于，所述自适应任务规划方法采用确定性规划算法，根据给定的任务目标生成初始任务规划方案；由于在UUV任务规划问题中存在较多随机因素，因此在离线计划生成或在线任务重规划之后，需要使用任务评估模型计算任务成功率，评估新计划满足预期目标的可行性；同时，借鉴马尔科夫决策过程方法中回报函数的定义，对各任务目标赋值，根据任务成功率评估任务期望回报值；

在任务动作执行过程中，规划系统实时监控系统剩余资源，计算完成后续任务目标的成功概率；如果任务成功概率低于设定的门限值，同时根据各类系统事件的性质，调整任务目标集合，启动重规划，优化后续任务方案。