城市環(huán)境下多無人機(jī)應(yīng)急救災(zāi)任務(wù)分配技術(shù)研究.pdf

1、無人機(jī)成本低，部署靈活，執(zhí)行任務(wù)能力強(qiáng)，因此將無人機(jī)應(yīng)用于城市環(huán)境下的應(yīng)急救災(zāi)前景廣闊。由于城市環(huán)境復(fù)雜且存在多種突發(fā)事件，綜合考慮無人機(jī)的能力進(jìn)行任務(wù)分配能夠顯著提高無人機(jī)群協(xié)同執(zhí)行任務(wù)的效能。本文針對(duì)城市環(huán)境下的多無人機(jī)應(yīng)急救災(zāi)任務(wù)分配問題進(jìn)行了研究。
　　首先，針對(duì)城市環(huán)境建立簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)模型，分析無人機(jī)應(yīng)急救災(zāi)任務(wù)要求以及應(yīng)用載荷特性，建立了多無人機(jī)同構(gòu)任務(wù)系統(tǒng)和異構(gòu)任務(wù)系統(tǒng)，闡述了其中的多種任務(wù)類型，包括搜索、探測(cè)、分類、處

2、置和監(jiān)控等任務(wù)，并分析多種救災(zāi)任務(wù)自身以及任務(wù)之間的約束關(guān)系。
　　其次，以城市為背景，無人機(jī)應(yīng)急救災(zāi)任務(wù)分配為研究對(duì)象，建立了高空MUAV監(jiān)控低空SUAV執(zhí)行的層次化任務(wù)分配模型，設(shè)計(jì)了多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)。改進(jìn)粒子群優(yōu)化（PSO）算法，通過加入慣性權(quán)重的凹函數(shù)遞減策略與將人工蜂群（ABC）算法引入到粒子群迭代環(huán)節(jié)，較好地解決粒子群算法易陷入局部最優(yōu)的問題，同時(shí)提高算法收斂速度采用改進(jìn)后的ABC-PSO算法對(duì)任務(wù)分配問題進(jìn)行求解，并根

3、據(jù)模型特點(diǎn)和約束條件建立粒子與實(shí)際問題的對(duì)應(yīng)關(guān)系。分別對(duì)同構(gòu)和異構(gòu)系統(tǒng)任務(wù)分配問題進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了其有效性。
　　再次，由于城市環(huán)境區(qū)域劃分明顯的特性，建立了多基地?zé)o人機(jī)分組任務(wù)分配模型，設(shè)計(jì)了平衡各基地?zé)o人機(jī)任務(wù)載荷的約束條件。應(yīng)用ABC-PSO算法對(duì)不同的任務(wù)載荷、航程和剩余無人機(jī)資源要求下的多基地?zé)o人機(jī)分組任務(wù)分配問題進(jìn)行求解，仿真結(jié)果驗(yàn)證了模型與約束條件的合理性。
　　最后，設(shè)計(jì)了城市環(huán)境下的動(dòng)態(tài)層次化任務(wù)分配系