【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及無人機的，特別涉及一種集群無人機任務雙重規劃方法。
技術介紹
1、集群無人機憑借其多機協同作業的優勢，在應急救援、地理測繪、農業植保、物流配送等復雜任務場景下展現出巨大潛力。集群無人機任務規劃與分配的核心在于根據任務需求和集群無人機性能特點，合理規劃每個無人機的飛行路徑和任務序列等，以實現整體任務執行效率的最大化和資源的優化配置。目前集群無人機任務規劃較為常見的是集中式規劃方法，即通過一個中央控制節點負責收集集群中所有無人機的狀態信息和任務目標的位置分布與任務類型，并利用預設的優化算法對這些信息進行綜合處理，確定每個無人機的任務分配方案與飛行路徑規劃。
2、但是上述對集群無人機的集中式規劃方法嚴重依賴中央控制節點的計算能力和可靠性，一旦中央控制節點出現故障，整個集群無人機將陷入癱瘓狀態，無法繼續執行任務。另外，隨著集群無人機規模不斷擴大，中央控制節點需要處理的數據量呈指數級別增大，這會導致任務規劃的計算時間大幅增加和任務響應延遲，難以滿足一些對實時性要求較高的任務場景，降低集群無人機的任務規劃效率。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的缺陷，本專利技術提供了一種集群無人機任務雙重規劃方法，構建包括全局規劃子系統和局部規劃子系統的分層式任務規劃架構，使全局規劃子系統執行任務子區域劃分和任務分配；基于局部規劃子系統，對全局規劃子系統劃分的每個任務子區域內的無人機進行任務細化與路徑規劃，并向全局規劃子系統反饋信息；基于反饋信息，通過全局規劃子系統，再次調整集群無
2、本專利技術提供一種集群無人機任務雙重規劃方法，包括如下步驟：
3、構建分層式任務規劃架構，所述架構包括全局規劃子系統和局部規劃子系統；其中，所述全局規劃子系統執行任務子區域劃分和任務分配；
4、基于所述局部規劃子系統，對所述全局規劃子系統劃分的每個任務子區域內的無人機進行任務細化與路徑規劃，并向所述全局規劃子系統反饋信息；
5、基于所述局部規劃子系統的反饋信息，通過所述全局規劃子系統，再次調整所述集群無人機的任務規劃策略。
6、在本申請公開的一個實施例中，構建分層式任務規劃架構，包括：
7、獲取集群無人機內所有無人機的硬件特征信息和任務區域特征信息；其中，所述硬件特征信息包括無人機的無線通信性能特征信息；所述任務區域特征信息包括任務區域的物理空間特征信息；
8、基于所述無線通信性能特征信息和所述任務區域的物理空間特征信息，構建分層式任務規劃架構的全局規劃子系統和局部規劃子系統；其中，所述全局規劃子系統的規劃優先級與所述局部規劃子系統的規劃優先級高。
9、在本申請公開的一個實施例中，基于所述無線通信性能特征信息和所述任務區域的物理空間特征信息，構建分層式任務規劃架構的全局規劃子系統和局部規劃子系統，包括：
10、基于所述任務區域的物理空間特征信息包含的任務區域空間范圍大小，確定所述任務區域的無線通信覆蓋面積范圍；基于所述無線通信覆蓋面積范圍，構建分層式任務規劃架構的全局規劃子系統；
11、基于所述無線通信性能特征信息包含的無人機無線通信帶寬，構建分層式任務規劃架構的局部規劃子系統。
12、在本申請公開的一個實施例中，所述全局規劃子系統執行任務子區域劃分和任務分配，包括：
13、所述全局規劃子系統基于外部任務指令和集群內所有無人機的初始狀態信息，執行任務子區域劃分和任務分配。
14、在本申請公開的一個實施例中，所述全局規劃子系統基于外部任務指令和集群內所有無人機的初始狀態信息，執行任務子區域劃分和任務分配，包括：
15、所述全局規劃子系統對所述外部任務指令進行解析處理，得到集群無人機需要執行的任務類型和任務預計完成時間；
16、所述全局規劃子系統收集集群內所有無人機各自的初始位置、最大續航里程、最大載荷量、飛行速度，以此作為所述初始狀態信息；
17、所述全局規劃子系統基于集群無人機需要執行的任務類型和任務預計完成時間，以及所述初始狀態信息，將任務區域劃分為若干任務子區域，并確定每個任務子區域的任務量和所需無人機的性能要求范圍，從而對集群內所有無人機分配任務。
18、在本申請公開的一個實施例中，基于所述局部規劃子系統，對所述全局規劃子系統劃分的每個任務子區域內的無人機進行任務細化與路徑規劃，包括：
19、基于所述局部規劃子系統，收集每個任務子區域內所有無人機的任務執行狀態信息和位置信息；
20、基于所述任務執行狀態信息和所述位置信息，對每個任務子區域內所有無人機進行任務細化與路徑規劃。
21、在本申請公開的一個實施例中，基于所述任務執行狀態信息和所述位置信息，對每個任務子區域內所有無人機進行任務細化與路徑規劃，包括：
22、基于所述任務執行狀態信息和所述位置信息，識別所述任務子區域內處于異常狀態的無人機；
23、獲取所述任務子區域內處于異常狀態的無人機周邊其他無人機的任務執行狀態信息，基于周邊其他無人機的任務執行狀態信息，指示周邊其他無人機代替執行處于異常狀態的無人機原本執行的任務。
24、在本申請公開的一個實施例中，所述局部規劃子系統向所述全局規劃子系統反饋信息，包括：
25、所述局部規劃子系統將所述任務子區域內所有無人機的任務執行狀態信息和自身資源狀態信息反饋至所述全局規劃子系統；其中，所述任務執行狀態信息包括無人機執行任務過程中已飛行路徑和已完成任務量；所述自身資源狀態信息包括所述任務子區域內所有無人機的剩余電量和處于正常狀態的無人機數量。
26、在本申請公開的一個實施例中，還設置信息融合與仲裁子系統；
27、所述信息融合與仲裁子系統對所述反饋信息和所述全局規劃子系統收集的信息進行篩選，剔除所述反饋信息和所述收集的信息之間的冗余信息部分和沖突信息部分。
28、在本申請公開的一個實施例中，基于所述局部規劃子系統的反饋信息，通過所述全局規劃子系統，再次調整所述集群無人機的任務規劃策略，包括：
29、基于所述局部規劃子系統的反饋信息，確定存在任務執行障礙和不存在任務執行障礙的任務子區域；基于不存在任務執行障礙的任務子區域內所有無人機的工作狀態，實施不存在任務執行障礙的任務子區域內無人機向存在任務執行障礙的任務子區域的調度。
30、相比于現有技術，該集群無人機任務雙重規劃方法構建包括全局規劃子本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種集群無人機任務雙重規劃方法，其特征在于，其包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的集群無人機任務雙重規劃方法，其特征在于：
3.如權利要求2所述的集群無人機任務雙重規劃方法，其特征在于：
4.如權利要求1所述的集群無人機任務雙重規劃方法，其特征在于：
5.如權利要求4所述的集群無人機任務雙重規劃方法，其特征在于：
6.如權利要求1所述的集群無人機任務雙重規劃方法，其特征在于：
7.如權利要求6所述的集群無人機任務雙重規劃方法，其特征在于：
8.如權利要求1所述的集群無人機任務雙重規劃方法，其特征在于：
9.如權利要求8所述的集群無人機任務雙重規劃方法，其特征在于：
10.如權利要求8所述的集群無人機任務雙重規劃方法，其特征在于：
【技術特征摘要】
1.一種集群無人機任務雙重規劃方法，其特征在于，其包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的集群無人機任務雙重規劃方法，其特征在于：
3.如權利要求2所述的集群無人機任務雙重規劃方法，其特征在于：
4.如權利要求1所述的集群無人機任務雙重規劃方法，其特征在于：
5.如權利要求4所述的集群無人機任務雙重規劃方法，其特征在于：
...【專利技術屬性】
技術研發人員：劉剛，湯鵬揚，薛磊，袁曉波，張瑩婷，侯宏鍇，皮遙，王洪磊，
申請(專利權)人：成都陵川特種工業有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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