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(wú)人水下航行器(以下簡(jiǎn)稱UUV)群體面向復(fù)雜作業(yè)需求的使命規(guī)劃作為UUV自主能力的重要體現(xiàn),已經(jīng)成為UUV領(lǐng)域研究的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文針對(duì)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(guān)技術(shù),包括UUV群體體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、復(fù)雜使命的科學(xué)定義、使命分解方法、任務(wù)分配策略以及面向時(shí)空作業(yè)序列的任務(wù)規(guī)劃方法等。
　　 UUV群體協(xié)作的有效基礎(chǔ)是個(gè)體體系結(jié)構(gòu)與群體結(jié)構(gòu)的有機(jī)結(jié)合,本文根據(jù)UUV群體作業(yè)使命案例的需求

2、,設(shè)計(jì)了分層遞階式UUV群體體系結(jié)構(gòu)。
　　 采用XML語(yǔ)言定義了UUV群體面向多區(qū)域地形勘察的使命,科學(xué)的使命描述方法具有使命語(yǔ)義明確、使命數(shù)據(jù)邏輯關(guān)系清晰且有利于機(jī)器識(shí)別等優(yōu)點(diǎn)。
　　 主控單元在接收到使命文檔明確本次使命的總體目標(biāo)后需要對(duì)其進(jìn)行分解,得到具體的任務(wù)目標(biāo),為任務(wù)分配工作做準(zhǔn)備。面向大范圍海區(qū)內(nèi)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(shè)計(jì)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(gè)體的任務(wù)組,有利于為同構(gòu)型UUV個(gè)體分配具體的作業(yè)任務(wù),從而降低了個(gè)體任務(wù)分配的復(fù)雜程度。
　　 完成任務(wù)分配后,每一個(gè)UUV個(gè)體均承擔(dān)一定的作業(yè)任務(wù),采用優(yōu)化算法保證UUV以高效、經(jīng)濟(jì)的方式完成作業(yè)任務(wù),可以極大地體現(xiàn)UUV群體作業(yè)的優(yōu)越性。因此,研究UUV任務(wù)規(guī)劃方法是非常必要的。面向UUV個(gè)體的任務(wù)規(guī)劃是指為個(gè)體自動(dòng)生成合理、有效的作業(yè)時(shí)間序列和空間序列,該時(shí)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(chǔ)和前