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有人/无人系统协同作战任务规划方法:综述与展望

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电光与控制 2024年

作者：辛斌虞睿张佳北京理工大学自动化学院

本文综述了有人/无人系统协同作战任务规划方法，首先介绍了研究背景，从有人/无人系统的人机关系和任务规划流程两个方面对问题进行了分析，进而引出任务理解、任务分解、任务分配、行动序列生成和方案评估五个方面的关键技术，并分别... 详细信息

本文综述了有人/无人系统协同作战任务规划方法，首先介绍了研究背景，从有人/无人系统的人机关系和任务规划流程两个方面对问题进行了分析，进而引出任务理解、任务分解、任务分配、行动序列生成和方案评估五个方面的关键技术，并分别对相关研究进行全面综述。最后综合全文对有人/无人系统协同作战任务规划的研究现状进行了总结和分析，并对该领域的未来提出展望。

关键词：有人/无人系统任务规划协同作战人机协同

基于虚拟空间三维体素—语义地图的机械臂任务规划

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实验室研究与探索 2024年第3期43卷 57-61,89页

作者：王立鹏王小晨刘梦杰孟浩哈尔滨工程大学智能科学与工程学院哈尔滨150001

任务规划算法是机械臂在未知环境下具备抓取能力的基础,为此提出一种基于三维体素—语义地图的机械臂虚拟空间任务规划方法。在获取完整点云场景的基础上,利用基于掩码区域的卷积神经网络实现目标检测与实例分割,构建由三维点云、语义... 详细信息

任务规划算法是机械臂在未知环境下具备抓取能力的基础,为此提出一种基于三维体素—语义地图的机械臂虚拟空间任务规划方法。在获取完整点云场景的基础上,利用基于掩码区域的卷积神经网络实现目标检测与实例分割,构建由三维点云、语义信息、三维计算机辅助设计模型组成的体素-语义混合地图;优化A*算法完成机械臂末端执行器最优路径规划,利用贝塞尔曲线完成轨迹优化;探究抓取不同几何体时的机械臂末端位姿,分解抓取、放置等复杂任务,形成基于语义驱动的空间任务规划。在虚拟空间通过仿真试验,表明了所提算法的有效性和快速性,同时该算法可支撑机械臂执行各种复杂的抓取任务,并提升机械臂的智能水平。

关键词：机械臂虚拟空间任务规划体素语义

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多机协同自主任务规划系统研究综述

重庆邮电大学学报（自然科学版） 2024年第4期36卷 647-660页

作者：柴蓉杨泞渝段晓芳艾新雨陈前斌重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆市移动通信技术重点实验室重庆400065

针对多机协同自主任务规划显著提升无人机任务感知效能、提高任务执行能力的现状,对其关键技术进行阐述,主要包括知识表示、通感一体化、任务调度及航迹规划等技术。针对知识表示技术,阐述基于任务环境上下文感知的知识库构建方法,进而... 详细信息

针对多机协同自主任务规划显著提升无人机任务感知效能、提高任务执行能力的现状,对其关键技术进行阐述,主要包括知识表示、通感一体化、任务调度及航迹规划等技术。针对知识表示技术,阐述基于任务环境上下文感知的知识库构建方法,进而对多域融合知识图谱构建、动态知识图谱更新与共享方法进行分析总结;针对通感一体化技术,分析了环境适变、灵活可扩的多机协同通感一体化架构,进而揭示多机协同通感一体化理论能限,阐述面向任务差异性需求的资源共享方法;针对任务调度及航迹规划技术,阐述资源适配的多机协同自主任务调度方案,并对基于动力学模型的航迹控制策略及不完美环境下的鲁棒控制机制进行分析总结。

关键词：无人机知识表示协同任务感知通感一体化任务规划

基于粒子群算法的低轨重点卫星雷达协同探测任务规划方法

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现代雷达 2024年第6期46卷 108-114页

作者：陈冠任刘伟翟计全赵盛至张蒙夏凌昊南京电子技术研究所江苏南京210039 雷达探测感知全国重点实验室江苏南京210039 江苏省探测感知技术重点实验室江苏南京210039

为提升定轨、成像、目标特性测量等多种模式下的观测效率,基于粒子群算法提出了一种低轨重点卫星雷达观测任务规划方法。相较基于优先级的任务规划方法,文中方法可对所有卫星按给定观测频次无丢失观测,满足雷达视场、时间窗口、任务切... 详细信息

为提升定轨、成像、目标特性测量等多种模式下的观测效率,基于粒子群算法提出了一种低轨重点卫星雷达观测任务规划方法。相较基于优先级的任务规划方法,文中方法可对所有卫星按给定观测频次无丢失观测,满足雷达视场、时间窗口、任务切换等约束。使用雷达仰角、斜距、雷达截面积构建权值对基于观测时长的目标函数进行修改,并使用粒子群优化算法求解最大总观测时长或最快完成时间。仿真场景为两部假想地面雷达协同对30颗低轨重点卫星做24 h~72 h观测。结果表明,所有卫星无丢失观测,最大总观测时长和最快完成时间分别为18622 s和15 h 16 min(场景时间:24 h)。使用带有权值的目标函数可获得平均观测仰角、斜距的改善,而总观测时长基本一致。

关键词：任务规划低轨卫星空间目标监视雷达协同态势感知

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面向战区联合作战的空间需求响应任务规划

空军工程大学学报 2024年第3期25卷 71-76,85页

作者：鲁赢李琳李翼鹏穆冠杰林文浩国防科学技术大学军政基础教育学院长沙410073

针对战区联合作战中的空间需求响应问题,描述了面向战区联合作战的空间需求响应任务规划的背景;从空间资源能力、空间需求响应机制、空间需求响应效益和代价等方面,分析了空间需求响应任务规划所需考虑的主要因素;定义并描述了任务规划... 详细信息

针对战区联合作战中的空间需求响应问题,描述了面向战区联合作战的空间需求响应任务规划的背景;从空间资源能力、空间需求响应机制、空间需求响应效益和代价等方面,分析了空间需求响应任务规划所需考虑的主要因素;定义并描述了任务规划模型,设计了任务规划计算方法,并结合战区联合作战实际进行了案例仿真与分析,验证了模型和方法的有效性,为战区联合作战中空间需求的有效响应提供了理论和方法支撑。

关键词：战区联合作战空间需求响应任务规划

基于最优邻域搜索粒子群的低轨卫星通信任务规划方法

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无线电通信技术 2024年第3期50卷 548-554页

作者：单长胜范丹丹林宇生耿纪昭孙文宇中国人民解放军32039部队北京102300 中国电子科技集团公司第五十四研究所河北石家庄050081

针对低轨卫星通信中的任务规划问题,提出了一种基于最优邻域搜索粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)群算法的任务规划方法。引入最优近邻搜索,通过最优粒子间的差分值来促进局部搜索,设计了惯性权值、社会和自我学习因子的优... 详细信息

针对低轨卫星通信中的任务规划问题,提出了一种基于最优邻域搜索粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)群算法的任务规划方法。引入最优近邻搜索,通过最优粒子间的差分值来促进局部搜索,设计了惯性权值、社会和自我学习因子的优化方式,最终能够高效求解低轨卫星通信星座中多转发器与多任务的组合优化问题,用以应对低轨卫星过境时间限制和链路切换导致的时间段离散问题,并使得算法前期具有更强探索全局最优和后期快速收敛的能力。实验验证结果表明,该方法能够在低轨卫星中的约束条件下,有效提高卫星平均资源占用率(Average Occupancy Percentage,AOP)的同时减少算法收敛的迭代次数,显著降低运行时间开销。

关键词：任务规划粒子群优化启发式算法最优邻域搜索低轨卫星通信

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未知建筑空间中自主搜索任务规划

火力与指挥控制 2024年第7期49卷 156-161页

作者：魏居尚綦秀利尹成祥余晓晗陆军工程大学南京210007 解放军31453部队沈阳110020

研究未知建筑空间中无人机自主搜索任务规划方法,以满足使用无人机代替人完成危险性较高任务的广泛应用需求。基于行为树模型,构建了一个有效规划框架,能够实现未知环境探索、目标检测、低电量返程及实时建图等多个子任务,并详细阐述了... 详细信息

研究未知建筑空间中无人机自主搜索任务规划方法,以满足使用无人机代替人完成危险性较高任务的广泛应用需求。基于行为树模型,构建了一个有效规划框架,能够实现未知环境探索、目标检测、低电量返程及实时建图等多个子任务,并详细阐述了行为树节点的实现过程。在Gazebo仿真平台上进行实验,结果证明了该规划框架的有效性和可行性。

关键词：无人机自主探索目标搜索任务规划

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基于软件定义的任务规划中台架构设计

火力与指挥控制 2024年第5期49卷 111-116,123页

作者：刘东波罗常伟军事科学院战争研究院北京100091 清华大学电子工程系北京100084

针对传统任务规划系统存在重用性差、缺乏灵活快速定制能力等问题,设计了一种基于软件定义的任务规划中台架构。按照软件定义的平面划分理念,将该中台架构划分为执行平面、控制平面和应用平面。执行平面包含任务规划业务中台和数据中台... 详细信息

针对传统任务规划系统存在重用性差、缺乏灵活快速定制能力等问题,设计了一种基于软件定义的任务规划中台架构。按照软件定义的平面划分理念,将该中台架构划分为执行平面、控制平面和应用平面。执行平面包含任务规划业务中台和数据中台,负责提供业务机制和数据资产共享服务能力。控制平面负责业务逻辑的按需组装与灵活编排,提供注册服务、编排服务等共享能力。应用平面为多业务场景的前台应用提供统一的入口和应用管理。采用领域驱动设计方法,进一步设计任务规划业务中台架构、数据中台架构。基于软件定义的任务规划中台架构能够实现共享服务能力的集中管控、业务逻辑的灵活编排,避免软件功能重复开发。

关键词：任务规划软件定义中台业务中台数据中台体系架构

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面向时序InSAR的卫星任务规划框架设计

上海航天（中英文） 2024年第2期41卷 137-144页

作者：玉龙飞雪刘国栋邱虎孙静宜张钊屈炜白晨中国四维测绘技术有限公司北京100089 中国资源卫星应用中心北京100094 上海科学技术交流中心上海200235 上海卫星工程研究所上海200240

随着国内自主雷达卫星和差分干涉合成孔径雷达技术(D-InSAR)及衍生的时序InSAR技术的发展,以时间序列上重复观测为主的长周期形变监测的应用与日俱增。对遥感卫星地面任务规划系统来说,规划和管理大量有时序关联的重复任务,从而最大限... 详细信息

随着国内自主雷达卫星和差分干涉合成孔径雷达技术(D-InSAR)及衍生的时序InSAR技术的发展,以时间序列上重复观测为主的长周期形变监测的应用与日俱增。对遥感卫星地面任务规划系统来说,规划和管理大量有时序关联的重复任务,从而最大限度地满足观测要求,是提升以形变监测为使命的雷达卫星运控效率的关键。在综合考虑雷达差分干涉任务序列性、一致性、周期性特征的基础上,设计了一种面向雷达卫星时序InSAR类型任务的规划框架,旨在规划序列任务时,考虑序列整体特性,进行序列任务组间的冲突检测。基于此方法,对现有的地面任务规划系统进行了优化升级,验证了框架的有效性。结果证明:该方法可快速、自动进行序列任务冲突消解,可为长周期序列任务的规划和管理提供设计参考。

关键词：雷达卫星(SAR) 任务规划序列任务差分干涉合成孔径雷达(D-InSAR) 规划框架