无人机编队协同任务规划系统

科研院军工项目管理办公室   发表于 2014-08-06

无人机(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)在军事领域(如侦查、打击)和民用领域(如救援、搜索、监测)有着广阔的应用前景,特别是在危险、偏远或恶劣的环境下已逐渐地替换了有人机系统。但当前的无人机系统还需要人工进行任务规划,缺少自主决策的能力。

该项目组依托国家级科研项目,针对多无人机编队执行任务领域中的关键科学问题开展了前瞻性的探索和研究,在无人机编队信息融合、无人机编队协同任务分配、无人机编队协同航路规划、无人机编队结构管理、无人机编队协同自主决策等领域掌握了一批关键技术,直接服务于国防科技发展。

目前该系统具有如下的优势技术1分布式的控制策略:基于分布式控制思想,本系统中的每个无人机都运行同样的软件系统,但可以具有不同的参数设置(比如携带的传感器类型和个数,燃料总量,速度、加速度等)和角色(比如是长机还是僚机);每个无人机既可以自主决策,也可以通过网络和其他无人机进行协同决策;既克服了集中式控制策略的缺点,又提高了执行任务的效能。2)自主任务规划:本系统使得无人机具有自主任务规划的能力,相比于以往的人工任务规划方式,提高了无人机的智能性。3)多无人机之间的协同任务规划:本系统中,每个无人机不仅可以自主任务规划,无人机之间还可以通过相互的通信进行协同任务规划,从而进一步提高执行任务的效能,使得无人机具有更高的智能。4)核心算法便于移植:本系统中的信息融合、协同任务分配、协同航迹规划、编队结构管理等核心算法都是基于C++语言编写,可以很快地移植到真实无人机系统中。

此外,该项目组还自主研发了无人机编队分布式仿真实验平台,将无人机编队协同任务规划系统嵌入到此仿真实验平台中,可以有效地对系统中的各种核心算法进行验证和评估。