任务规划

摘要： 随着在轨服务技术的发展和对航天器发射运营成本的控制,航天器在轨服务模式将由“一对一”服务逐步发展为“一对多”“多对多”的服务模式。在具有多个服务目标的模式下,针对服务航天器的任务分配与规划将变得尤为关键。因此,本文研究了多服务航天器为多个地球同步轨道(GEO)卫星进行在轨加注的任务规划问题。首先,考虑服务航天器容量约束、服务路径约束等多类约束条件,以最小化燃料消耗为优化指标,以每个服务航天器的服务顺序为决策变量,建立“多对多”在轨加注任务规划模型。其次,针对遗传算法局部搜索能力差、易陷入局部最优的缺陷,设计了一种将大邻域搜索算法和遗传算法相结合的混合启发式算法(LNS-GA),用以求解该任务规划问题。该算法利用大邻域搜索算法中的“破坏”和“修复”思想,对遗传算法每一代种群中的精英个体进行进一步的迭代搜索,从而增强算法的局部搜索能力。最后,通过设定的仿真场景与单一遗传算法进行仿真对比,验证了本文所提出算法的有效性和优越性。

摘要： 针对防空兵靶场射界、防空武器性能的不同,规划靶弹发射任务时需人工考虑防空武器拦截区、靶弹弹道、落点安全区等因素的影响,效率较低。设计了带有便携式手持设备、车载卫星定位定向、风速风向仪的任务规划硬件平台,并基于超高清地形图开发了靶弹供靶任务规划软件。实现了GPS定位定向、气象信息的获取、靶弹射表的快速计算、硬件平台间实时通讯、交互性可视化的发射任务规划等功能,最终形成了一套便携且易于操作的靶弹供靶任务规划系统,能辅助训练,试验人员可快速进行靶弹位置、发射方位及落区、安全区域的规划,提高了效率,具有便携化、可视化等优点。

摘要： 天文卫星机遇目标任务规划是一个复杂的多目标优化问题。针对Tiling覆盖策略的机遇目标任务规划要求及其约束条件进行抽象,建立任务规划问题模型,在规划模型基础上设计基于遗传算法的多目标优化任务规划算法TPA,并通过实例数据验证了不同参数条件下的求解。在解决Tiling覆盖策略的天文卫星机遇目标多目标任务规划问题时,所提方法能够在保证算法收敛性的同时兼顾优先级和规划路径,满足规划需求。

摘要： 作战知识是提高无人系统的自主作战能力的重要因素。如何系统规范地存储和表示作战知识,使无人系统能够根据高层任务指令,自主完成任务规划,并基于不断更新的战场知识进行重规划和智能决策,是一个新的研究领域。首先,通过对任务规划领域概念、规划方法和知识表示方法的梳理,提出了基于本体的任务规划框架。然后,总结了本体在机器人、无人系统、军事任务规划等领域的应用情况,分析了当前研究的特点和不足,并提出了该领域的重要研究方向。最后,针对构建无人系统任务规划本体时应遵循的原则和需要关注的关键能力指标进行了论述。

摘要： 针对“嫦娥五号”月面表层无人采样任务过程中机械臂精确控制难度大、器地协同工作复杂导致常规遥操作工作模式难以在有限时间内完成任务的问题,提出了月面表层无人采样高效控制方法和新的工作模式。通过建立采样区量化评价指标体系实现采样点规划、采用预先规划方法进行任务规划和机械臂运动控制规划、在线学习机械臂末端精调路径与多视角融合图像测量分析精调控制量、基于状态自动发令与实时管控工作进度等技术,实现了环境感知、任务规划与验证、机械臂末端精调规划、控制实施等环节提高工作效率。“嫦娥五号”月面表层采样任务在轨实施情况表明控制方法和新的工作模式能够极大提升采样工作效率,为未来火星和小行星采样工程项目奠定了基础。

摘要： 针对多类型多无人机协同作战时任务类型多、规划复杂的问题,提出了一种无人机分层族群任务规划方法。在现有的侦察、攻击和中继任务规划方法的基础上,结合各种任务需求,建立族群任务规划模型。利用多Agent的方法,对模型分层、分步进行求解,将大规模复杂问题转化为多个小规模问题,有效提高规划效率。进行仿真验证,结果表明,该方法能有效解决无人机族群对多区域多任务的实时规划问题。减少了时间成本,提高了规划效率,具有良好的工程实用性。

摘要： 针对存在信息保障时间等约束的多传感器协同探测问题,提出一种基于时段优化拼接的多传感器协同探测任务规划方法。将作战过程中多个时间段上的传感器-目标分配问题,转化为“传感器-目标”空间上的传感器工作时段优选与拼接问题,在满足传感器资源限制、对目标探测连续性、传感器接力探测交接班过渡时间等约束下,生成多传感器协同探测计划,使对各目标的探测时段满足信息保障时间要求。在假设的条件下,验证提出的方法,结果表明该方法生成的多传感器协同探测计划满足各项约束,且有助于快速规划多传感器的协同探测任务,方法有效。

摘要： 为有效解决多无人地面车辆(Multi-UGVs)规划问题,结合其理论、技术和发展情况,阐述集中式和分散式两种规划架构,从任务规划方面分析和比较基于市场方法、基于竞拍方法、智能优化方法等3种方法,从运动规划方面分析和比较启发式搜索算法、势场法、路线图法等3种方法,总结当前面临的挑战及关键问题,并对发展方向进行展望,为Multi-UGVs规划技术的研究提供参考和借鉴。

摘要： 随着空间探索的不断深入,人类从认识空间环境逐渐转向开发和利用空间资源,空间机械臂因其运动范围广、操作能力强等特点被广泛应用于空间探索活动。复杂的太空环境以及繁重的空间操控任务对空间机械臂的自主性与智能性提出了越来越高的要求。本文在概述空间机械臂的发展现状及其关键技术的基础上,对空间机械臂智能规划与控制技术展开综述,重点阐述国内外学者在空间机械臂任务规划、运动规划以及运动控制等方面中取得的研究成果,进而展望了后续空间机械臂规划与控制的发展方向。

摘要： 目前应急搜索无人机(UAV)集群存在搜索效率低、覆盖完整性低、多机组网稳定性差等问题。对此,该文提出一种基于优化模糊C聚类算法(O-FCMA)结合优化混合粒子群算法(O-HPSO)的终端-路由UAV区域搜索任务规划策略。以UAV监测区域范围为基础,通过建立搜索区域的空间模型,进一步运用O-FCMA进行区域几何划分,并采用O-HPSO实现划分区域内的路径规划,以实现多UAV集群搜索总体任务的规划。仿真实验结果表明,采用O-HPSO结合O-FCMA进行无源UAV区域搜索任务较ACO或模拟退火算法结合K聚类算法或FCMA相比,在保证搜索区域全覆盖条件下,有源搜索与无源搜索过程中UAV决策时间分别降低了7%~21%和16%~31%,搜索效率分别提升了7%~13%和3%~7%。结果表明所提方法有效降低了UAV集群的决策时间,提升了搜索效率。

摘要： 随着卫星技术的发展,具有实时星间链路和星上自主规划、处理能力的多自主卫星系统成为一个重要发展方向,亟需一种多星自主协同与任务规划机制.针对此,本文研究了多星自主协同与任务规划问题,建立了该问题的多Agent模型,并引入了动态集中-分布式架构,采用动态轮值主星方式代替固定主星方式.在此基础上,引入合同网协议作为协同任务规划的交互和协商机制,并在合同网流程和评标策略两个方面对其进行了改进和扩展,设计了面向多自主卫星协同的动态合同网算法.最后设计了仿真实验对方法进行了验证,仿真结果表明;动态合同网能大幅度减少协同规划所需的通信量,同时能显著提升多卫星系统的抗干扰能力,并且在整体收益和应急任务响应两方面都有明显的改善.

摘要： Walker星座具有良好的对地覆盖特性和均匀的空间分布,已被广泛应用于卫星导航、通信等领域.实现星座的遍历巡查,有利于全面地掌握星座整体状况,具有重要意义.Walker星座中的卫星分布具有规律,但已有研究对机动过程进行了较多限制且未能揭示问题本来特性.本文考虑多颗任务星对多颗目标星同时访问,首先分析了单次访问任务和多次访问任务并建立遍历访问任务规划模型,接着研究了任务规划模型,其中设计变量是任务星的个数、每颗任务星所访问目标星的数量和访问次序、每次访问目标星的时间;目标函数是总推进剂消耗;约束条件是巡查点任务星和目标星位置矢量一致,推进剂的消耗在一定范围内.其次,对单次轨道转移采用Lambert算法进行评价,以满足巡查点条件.最后,采用混合编码的单目标遗传算法进行优化求解.通过多个Walker星座的遍历访问算例,验证了算法的有效性,并揭示了Walker星座遍历访问需要任务星数量及访问次序的规律.

摘要： 面向中国空间站运营需求,分析了中国空间站运行控制任务规划的任务需求和建设目标,进而提出了中国空间站运行控制任务规划的体系架构.首先设计了基于任务周期的分布式任务规划工作模式,给出了规划建模和实施流程;然后从数据传输规程、接口形式和交互关系三方面研究了系统间接口规范;最后提出了运行控制信息管理平台以及分布式任务规划系统的功能组成和要求.研究成果可为中国后续的空间站运控系统建设提供参考.

摘要： 医联体是中国实施医疗体制改革、建立分级诊疗制度的重要举措,而转诊任务规划是其中的核心问题.本文建立了面向医联体的转诊任务规划模型,设计了该问题的遗传求解算法,并基于随机算例进行了数据实验.实验表明该算法能有效求解该类问题.

摘要： 概述了载人航天任务规划，介绍了交会对接任务规划EA应用，以及空间站运营任务规划EA应用，进一步提高效率：与领域知识更好地结合，GPU并行计算EA多目标决策方法，通过EA指导目标函数选择，快速有效地获得偏好解。

摘要： 多UGV协同技术在地震救援、空间探索、智能交通、军事作战等领域都有非常广阔的应用前景.任务规划技术直接关系到多无人车系统资源的使用效率和任务执行的效果,本文首先介绍多无人车协同技术的发展和研究现状,随后在分析多UGV任务规划系统体系结构的基础上,从任务分配的角度出发详细总结了该领域的算法,并对比分析不同算法的优缺点,最后总结了任务规划技术面临的挑战以及发展趋势.

摘要： 针对目标识别任务规划及模板制备的实际需求,为实现目标及其所在场景可识别性程度的定量评价,提出了一种基于证据理论的场景可识别性分析算法.在获取目标及其所在场景的保障数据,并设定成像参数后,首先选取一定数量的显著地物作为场景的节点;然后,从尺度显著性、形状唯一性和可视性三个方面评估各个地物在不同观察角下的可识别性程度,并以此作为场景中各节点的基本信度分配;最后,通过地物轮廓点数定义表征各节点间相互支撑度的条件信度函数,利用证据理论进行推理、融合各个节点信息,得到整个场景的可识别性分析结果.实验结果证明,使用文中算法得到的分析结果合理、有效,能够满足任务规划的需求,具有较大的工程实用价值.

摘要： 考虑敏捷卫星姿态机动时间、电源能量、存储容量等约束条件,建立基于遗传优化求解算法的任务规划与调度数学模型,并对南海第一岛链25个点目标进行规划和仿真验证,并分析了观测目标的完成率.结果表明,调用该算法可实现在俯仰角度尽量趋于0时,观测目标不少于20个,任务完成率达到80%以上.本文提出的算法为后续解决智能化的多星多约束条件任务规划数学优化调度问题提供了理论与技术基础.

摘要： 针对成像卫星观测搜索区域机动目标的任务规划问题,提出了一种通过卫星之间条带重叠拼接的多星协同观测区域机动目标的方法.建立了成像卫星侧摆角度计算模型及观测条带顶点坐标计算模型,并提出针对区域机动目标搜索监视的规划模型.通过卫星每次过境观测时调整侧摆角度对待观测目标进行任务分解观测.仿真结果表明,成像卫星协同条带重叠拼接方法是一种有效的机动目标侦察监视方法,对区域机动目标搜索有一定的实际应用意义.

摘要： 建立了通用性异构多无人机协同算法仿真平台,不仅可以对无人机模型、载荷模型、任务序列和可能发生的故障进行配置,还支持自定义协同算法.多机协同算法仿真步骤如下:首先,将战场任务进行分解、分配;然后,对多无人机进行航路规划,形成无人机飞行和任务指令;最后,在执行任务中对无人机飞行安全进行管控.实验结果表明,仿真平台能够有效地模拟多机任务分配、航路规划和安全管控的协同过程.

摘要： 本发明公开了一种舰载机连续出动任务规划方法及任务规划描述方法，其中，任务规划方法包括：根据多个待规划连续出动任务的任务信息以及连续执行次数将待规划连续出动任务分解为波次起飞任务和波次降落任务；由各待规划连续出动任务对应的任务开始时间以及任务的执行时间初始化各波次的预计起飞时间及各波次的预计降落时间；根据预计时间的先后顺序对波次起飞和波次降落进行排序；按序选择波次起飞或波次降落进行任务规划，并更新排序，直至波次起飞任务和波次降落任务规划完成，生成连续出动任务行动方案。本发明考虑舰载机起飞和着舰的全保障流程、保障作业间的偏序关系、保障过程中的空间约束及转移过程中的安全距离，可以有效保证任务的执行。

摘要： 本申请实施方式公开了一种机群系统的任务规划方法、任务规划装置及其电子设备。该方法包括：接收至少一个目标任务；为所述目标任务分配无人机和机场，以生成若干个对应的执行方案计算每个所述执行方案的执行成本；根据所述执行成本，推荐至少一个执行方案。通过上述方式，本申请实施方式能够根据操作人员输入的目标任务自动的生成多个不同的执行方案，并且进一步的根据多个不同执行方案的执行成本大小来为操作人员推荐执行方案，有效的提升了整体的自动化程度，提升了操作体验。

摘要： 本申请实施方式公开了一种机群系统的任务规划方法、任务规划装置及其电子设备。该方法包括：接收至少一个目标任务；为目标任务分配无人机和机场，生成若干个对应的执行方案；每个执行方案包括至少一个飞行任务；依次对每个飞行任务进行航线可行性校验；在执行方案中的全部飞行任务均通过航线可行性校验时，确定执行方案为可用执行方案；在可用执行方案中，确定一个目标执行方案。通过上述方式，本申请实施方式能够根据外部输入的不同目标任务，自动生成对应的执行方案，并且在自动生成执行方案的整个过程中，实现自动化的可行性校验过程，有效的排除那些不具备可行性的方案，使得整个规划方法更为智能化。

摘要： 本申请实施方式公开了一种机群系统的任务规划方法、任务规划装置及其电子设备。该方法包括：接收至少一个目标任务；确定若干台可用无人机和若干个备选机场；在所述可用无人机和备选机场中，分配用于执行所述目标任务的无人机和机场，以生成若干个执行方案；在若干个所述执行方案中，确定一个目标执行方案；形成与所述目标执行方案对应的若干控制指令，并且分发至对应的无人机和机场。通过上述方式，本申请实施方式能够可以根据外部输入的不同目标任务，自动生成对应的执行方案并相应的控制多台无人机和机场之间相互协调运行。

摘要： 本发明公开了一种舰载机连续出动任务规划方法及任务规划描述方法，其中，任务规划方法包括：根据多个待规划连续出动任务的任务信息以及连续执行次数将待规划连续出动任务分解为波次起飞任务和波次降落任务；由各待规划连续出动任务对应的任务开始时间以及任务的执行时间初始化各波次的预计起飞时间及各波次的预计降落时间；根据预计时间的先后顺序对波次起飞和波次降落进行排序；按序选择波次起飞或波次降落进行任务规划，并更新排序，直至波次起飞任务和波次降落任务规划完成，生成连续出动任务行动方案。本发明考虑舰载机起飞和着舰的全保障流程、保障作业间的偏序关系、保障过程中的空间约束及转移过程中的安全距离，可以有效保证任务的执行。

摘要： 本发明公开了一种面向综合任务的无人机任务规划方法，包括以下步骤：获取仓库信息，资源信息，无人机信息、投送点信息和巡逻路段信息；根据仓库信息、投送点信息和巡逻路段信息，将整个投送任务区按照仓库数量划分为多个任务区，每个任务区包括一个仓库、若干个投送点和若干个巡逻路段；分别在每个任务区内建立各自的单区投送巡逻任务规划模型；求解每个任务区内的单区投送巡逻任务规划模型，获得每个任务区中的单区投送巡逻任务规划方案；综合多个任务区的单区投送巡逻任务规划方案，获得未完成的投送任务和巡逻，建立跨任务区的补充投送巡逻任务规划模型；求解补充投送巡逻任务规划方案，进而获得整个投送巡逻任务规划方案。

摘要： 本发明公开了一种面向多移动目标监测任务的无人机任务规划方法，方法包括：获取各个目标的移动轨迹，对所述各个目标的移动轨迹进行离散化处理，得到每个所述移动轨迹上的各个离散点；根据各个离散点的位置和无人机的速度获取各个有向边对应的初始代价值；基于各个所述初始代价值构建非对称旅行商问题；求解所述非对称旅行商问题得到所述无人机的飞行路线。本发明提供了面向多移动目标监测任务的无人机任务规划问题的解决方案。

摘要： 本发明涉及一种面向应急任务的高可靠卫星自主任务规划方法及系统，属于航天器控制技术领域；当地面注入应急观测任务时，任务规划软件对其进行快速响应，回退未执行的非应急任务，在满足星上资源约束的情况下将应急任务与回退的非应急任务进行重规划。该方法在保证应急任务快速响应、优先规划、准确执行的同时，也实现避免因资源冲突删除非应急任务的功能，可最大限度地保证非应急任务的规划执行，提高了软件的可靠性、安全性；本发明解决了应急任务引起的资源冲突问题，在保证应急任务快速执行的前提下，最大程度地保留非应急任务，提高星上自主任务规划的可靠性。

摘要： 本发明提供了一种面向卫星任务规划的知识图谱及用户意图任务分解方法，针对于现有的知识存储方式使得各要素知识碎片化严重，现有遥感领域的知识图谱本体均侧重于特定应用背景，无法实现多源异构数据融合，可扩展性较差等问题，所构建的知识图谱将实体划分在多个功能库中，关系划分为库内实体关系和库间实体关系，使得构建出的知识图谱为一个巨大网状结构，各个功能库不仅库内实体联系紧密，而且库间实体也会存在密切的联系，从而使整个图谱耦合成为一个整体，实现用户需求与资源特性等多源异构数据融合。

摘要： 本发明提供了一种任务合成机制下卫星任务规划方法和系统，涉及卫星任务调度技术领域。本发明在任务选择时综合考虑任务观测收益和卫星姿势调整时间，并在做任务规划时同时考虑了合成和插入，插入时需要验证角度调整约束和最长开机时间约束，合成时需要验证第一或第二合成约束和观测收益约束，使得在面对任务资源不断变化的过程，可以从全局角度考虑做出选择，从而得到更优的规划结果，提高资源利用效率。