面向多區(qū)域地形勘察的UUV群體使命規(guī)劃方法研究.pdf

1、無人水下航行器(以下簡稱UUV)群體面向復雜作業(yè)需求的使命規(guī)劃作為UUV自主能力的重要體現,已經成為UUV領域研究的關鍵技術之一。本文針對UUV群體的水下多區(qū)域地形勘察使命作業(yè)需求,深入研究了群體使命規(guī)劃的相關技術,包括UUV群體體系結構設計、復雜使命的科學定義、使命分解方法、任務分配策略以及面向時空作業(yè)序列的任務規(guī)劃方法等。
　　 UUV群體協作的有效基礎是個體體系結構與群體結構的有機結合,本文根據UUV群體作業(yè)使命案例的需求

2、,設計了分層遞階式UUV群體體系結構。
　　 采用XML語言定義了UUV群體面向多區(qū)域地形勘察的使命,科學的使命描述方法具有使命語義明確、使命數據邏輯關系清晰且有利于機器識別等優(yōu)點。
　　 主控單元在接收到使命文檔明確本次使命的總體目標后需要對其進行分解,得到具體的任務目標,為任務分配工作做準備。面向大范圍海區(qū)內多區(qū)域地形勘察使命作業(yè)需求,提出了采用聚類問題求解的思想,設計了基于螞蟻系統(tǒng)的群體使命分解方法,將群體使命分解

3、為面向個體的任務組,有利于為同構型UUV個體分配具體的作業(yè)任務,從而降低了個體任務分配的復雜程度。
　　 完成任務分配后,每一個UUV個體均承擔一定的作業(yè)任務,采用優(yōu)化算法保證UUV以高效、經濟的方式完成作業(yè)任務,可以極大地體現UUV群體作業(yè)的優(yōu)越性。因此,研究UUV任務規(guī)劃方法是非常必要的。面向UUV個體的任務規(guī)劃是指為個體自動生成合理、有效的作業(yè)時間序列和空間序列,該時空作業(yè)序列是UUV自主執(zhí)行并控制其使命作業(yè)過程的基礎和前