面向多目标的无人机集群搜索任务规划方法OA
Multi-objective mission planning for UAV swarm search
针对无人机集群搜索任务规划问题,提出一种基于改进孤雌遗传算法和RRT∗算法的分阶段协同任务规划方法.在任务分配阶段,将多目标任务分配建模为带容量约束的多旅行商问题,通过引入闵可夫斯基距离估计路径代价并设计动态变异概率策略改进孤雌遗传算法,提升任务分配的全局优化能力;在航迹规划阶段,采用"折半圆形采样+人工势场"的方法改进RRT∗算法,并结合切线圆弧过渡法优化航迹平滑性,提升航迹质量.仿真实验表明,所提方法将任务分配求解速度提升了 53.2%,航迹总长度减少 9.2%,且生成的航迹符合无人机动力学约束,为复杂战场环境下无人机集群高效协同任务规划提供了有效理论支持.
A phased cooperative mission planning method based on an improved parthenogenetic algorithm and enhanced RRT∗ algorithm is proposed for UAV swarm search task planning.In the task allocation phase,the multi-target assignment is modeled as a Capacitated Multiple Traveling Salesman Problem.The improved parthenogenetic algorithm incorporates Minkowski distance for path cost estimation and a dynamically adjusted mutation probability strategy to enhance global opti-mization capability.During trajectory planning,the RRT∗ algorithm is upgraded through a"semi-circular sampling+artifi-cial potential field"approach,combined with tangent arc transition method to optimize trajectory smoothness and quality.Simulation results demonstrate that compared with benchmark algorithms,the proposed method achieves a 53.2%faster task allocation speed,reduces total trajectory length by 9.2%,and generates trajectories that satisfy UAV kinematic constraints.This provides theoretical support for efficient cooperative mission planning of UAV swarms in complex battlefield scenarios.
刘承卓;何明;韩伟;夏恒煜
中国人民解放军陆军工程大学 指挥控制工程学院,江苏 南京 210007中国人民解放军陆军工程大学 指挥控制工程学院,江苏 南京 210007||近地面探测全国重点实验室,北京 100072中国人民解放军陆军工程大学 指挥控制工程学院,江苏 南京 210007中国人民解放军陆军工程大学 指挥控制工程学院,江苏 南京 210007
信息技术与安全科学
无人机集群任务规划多旅行商问题孤雌遗传算法快速随机扩展树
UAVsmission planningMTSPPGARRT
《指挥控制与仿真》 2026 (1)
11-19,9
国家自然科学基金(62273356)高层次人才创新工程(KYZYJQJY2101)军事类研究生重点课题(JY2023B057)
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