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多无人机协同任务规划方法研究综述

系统工程与电子技术 2023年

作者：王建峰贾高伟郭正侯中喜国防科技大学空天科学学院

随着通信技术的发展，未来多无人机系统将会朝向集群化、自主化和智能化的方向发展。通过单元间的信息融合和能力互补，多无人机系统可以打破自身能力壁垒，形成多样化的任务能力。任务规划是多无人机协同应用的顶层设计，属于带约束的... 详细信息

随着通信技术的发展，未来多无人机系统将会朝向集群化、自主化和智能化的方向发展。通过单元间的信息融合和能力互补，多无人机系统可以打破自身能力壁垒，形成多样化的任务能力。任务规划是多无人机协同应用的顶层设计，属于带约束的组合优化问题，是在任务需求、单元能力和环境态势的影响下，优化求解获得满足要求的任务执行方案。本文从问题表征建模和方案求解评估两个角度梳理了现有研究：从场景分析、任务分配和航迹规划三个方面总结了问题表征建模部分的研究；从求解算法和效能评估两个方面总结了方案求解评估部分的研究。最后，分析了未来无人机任务规划研究中值得关注的若干方向。

关键词：多无人机系统任务规划问题表征建模方案求解评估

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面向空间机器人辅助操作的任务规划方法研究

系统仿真学报 2023年

作者：房国强常海涛刘星刘正雄黄攀峰西北工业大学航天学院

针对空间机器人辅助操作时任务流程复杂、任务约束众多，导致任务规划困难的情况，提出了一种快速前向搜索算法和分层网络算法相结合的任务规划方法，将空间辅助操作任务规划过程分为任务规划和重规划两部分。基于操作代价的快速前向搜... 详细信息

针对空间机器人辅助操作时任务流程复杂、任务约束众多，导致任务规划困难的情况，提出了一种快速前向搜索算法和分层网络算法相结合的任务规划方法，将空间辅助操作任务规划过程分为任务规划和重规划两部分。基于操作代价的快速前向搜索任务规划方法，得到操作代价最小的动作执行序列。在此基础上，针对任务执行过程中因环境变化或规划信息不完整导致任务无法完成的问题，基于分层网络的任务自适应重规划方法，根据问题排列移动、抓取、释放的修正补偿优先级从而对问题修正补偿。最后，针对空间机器人在轨辅助加注任务进行了对比仿真，得到了操作代价最小的动作序列并采用重规划算法解决了任务执行过程中环境信息变化导致的错误，验证了算法的有效性，为空间辅助操作提供了一种有效的任务规划方法。

关键词：空间机器人任务规划重规划快速前向搜索分层任务网络

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多无人机协同空战任务规划仿真系统

兵器装备工程学报 2023年第9期44卷 1-10页

作者：王国强陈宇轩马滢滢蒋儒浩王浩丞罗贺合肥工业大学管理学院合肥230009 过程优化与智能决策教育部重点实验室合肥230009 智能互联系统安徽省实验室合肥230009

面向多无人机协同空战任务规划方法性能验证的需求,开发了一种基于VR-Forces仿真引擎的多无人机协同空战任务规划仿真系统,对该仿真系统的总体架构、红方子系统、蓝方子系统、白方子系统和强化学习算法训练子系统进行了设计。对算法库... 详细信息

面向多无人机协同空战任务规划方法性能验证的需求,开发了一种基于VR-Forces仿真引擎的多无人机协同空战任务规划仿真系统,对该仿真系统的总体架构、红方子系统、蓝方子系统、白方子系统和强化学习算法训练子系统进行了设计。对算法库、强化学习算法训练和人机交互等关键技术提出了针对性的解决方案,提升了该仿真系统的稳定性、可扩展性和功能性。利用该仿真系统对多无人机协同空战目标分配、重决策算法等典型任务规划方法进行了测试和仿真实验。结果表明,所开发的仿真系统可以很好地支持多无人机协同空战任务规划方法的测试和验证。

关键词： VR-Forces 多无人机协同空战任务规划算法库强化学习算法训练人机交互

基于数据融合与知识推理的机器人装配单元数字孪生建模方法研究

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机械工程学报 2024年第5期60卷 36-50页

作者：刘达新王科刘振宇许嘉通谭建荣浙江大学计算机辅助设计与图形学国家重点实验室杭州310027 设计工程及数字孪生浙江省工程研究中心杭州310027

目前机器人作业任务规划通常依赖于人为手动示教与离线编程,这往往需要操作人员花费大量的时间精力对机器人的操作流程进行定义与程序编写。为了进一步提高机器人装配作业任务规划的自主性和高效性,提出一种基于数据融合与知识推理的机... 详细信息

目前机器人作业任务规划通常依赖于人为手动示教与离线编程,这往往需要操作人员花费大量的时间精力对机器人的操作流程进行定义与程序编写。为了进一步提高机器人装配作业任务规划的自主性和高效性,提出一种基于数据融合与知识推理的机器人装配单元数字孪生建模方法,研究机器人装配单元从物理空间到虚拟空间的高保真映射,为后续机器人在数字孪生环境下的自主动态装配作业奠定基础。将机器人装配单元数字孪生模型分为机器人与工艺工装、产品以及机器人装配过程三个部分,并分别提出了基于虚实映射的机器人与工艺工装数字孪生建模方法、融合多源异构数据的产品数字孪生建模方法以及基于知识推理的机器人装配作业过程数字孪生建模方法,在此基础上实现机器人装配作业任务的快速规划和仿真验证。最后将所提方法应用在某款步进电机的机器人装配作业任务规划中,验证了提出的方法在实际应用场景下的有效性。

关键词：数字孪生工业机器人装配建模任务规划

大概念统摄下“文学阅读与创意表达”学习任务群的规划与实施——以统编语文教材四年级下册第四单元为例

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小学教学参考 2024年第19期 65-67页

作者：黄杰江苏邳州市宿羊山镇中心小学

“文学阅读与创意表达”学习任务群指向教材中占比最高的文学性文本，教师要从教材单元所设定的人文主题与语文要素中提炼出单元教学的大概念，为“文学阅读与创意表达”学习任务群的实施搭建逻辑支点，将学生理解概念、驱动任务的思维... 详细信息

“文学阅读与创意表达”学习任务群指向教材中占比最高的文学性文本，教师要从教材单元所设定的人文主题与语文要素中提炼出单元教学的大概念，为“文学阅读与创意表达”学习任务群的实施搭建逻辑支点，将学生理解概念、驱动任务的思维轨迹，作为践行这一任务群的基本路径。教师要在教学中进行逆向规划，落实审美体验，推进实施评价，以有效落实语文教学目标。

关键词：大概念学习任务群文学阅读与创意表达任务规划

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面向应急事件的卫星任务规划技术

航天返回与遥感 2022年第3期43卷 105-112页

作者：王静巧杨磊庄超然史小金中国四维测绘技术有限公司北京100094 中国资源卫星应用中心北京100094

陆地观测卫星在轨运控中,面向用户成像需求的任务规划通常分为常规和应急两种类型。常规任务规划即根据需求的类型及空间位置,结合卫星轨道信息进行需求过境计算及常规任务安排,以获取卫星影像数据;应急任务规划即通过技术手段实现卫星... 详细信息

陆地观测卫星在轨运控中,面向用户成像需求的任务规划通常分为常规和应急两种类型。常规任务规划即根据需求的类型及空间位置,结合卫星轨道信息进行需求过境计算及常规任务安排,以获取卫星影像数据;应急任务规划即通过技术手段实现卫星快速应急成像。文章通过分析卫星常规及应急运控模式,提出了卫星应急成像任务规划模式下需求统筹、卫星资源综合调度、应急可行性分析、测控和接收资源调度、应急计划快速调整等关键技术,总结了中国陆地观测卫星应急成像能力,对应急任务规划系统设计提出可行性建议,有效地提高了卫星应急时效性。

关键词：任务规划应急成像智能匹配动态任务规划陆地观测卫星

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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 2023年

作者：魏居尚綦秀利尹成祥余晓晗解放军31453部队中国人民解放军陆军工程大学

旨在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... 详细信息

旨在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

基于时段优化拼接的多传感器协同探测任务规划

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火力与指挥控制 2022年第4期47卷 43-49页

作者：董晨何舒帅逸仙张明恩程仙垒上海机电工程研究所上海201109 军事科学院系统工程研究院系统总体研究所北京100141

针对存在信息保障时间等约束的多传感器协同探测问题,提出一种基于时段优化拼接的多传感器协同探测任务规划方法。将作战过程中多个时间段上的传感器-目标分配问题,转化为“传感器-目标”空间上的传感器工作时段优选与拼接问题,在满足... 详细信息

针对存在信息保障时间等约束的多传感器协同探测问题,提出一种基于时段优化拼接的多传感器协同探测任务规划方法。将作战过程中多个时间段上的传感器-目标分配问题,转化为“传感器-目标”空间上的传感器工作时段优选与拼接问题,在满足传感器资源限制、对目标探测连续性、传感器接力探测交接班过渡时间等约束下,生成多传感器协同探测计划,使对各目标的探测时段满足信息保障时间要求。在假设的条件下,验证提出的方法,结果表明该方法生成的多传感器协同探测计划满足各项约束,且有助于快速规划多传感器的协同探测任务,方法有效。

关键词：多传感器协同探测任务规划时段优化拼接多约束

北京三号A/B卫星星地一体协同任务规划设计及实现

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航天器工程 2023年第3期32卷 44-50页

作者：田帅虎杨芳李超陈雄姿黄敏郭琪航天东方红卫星有限公司北京100094

自主任务规划技术能够充分发挥卫星在轨使用效能,提高卫星紧急任务响应能力,大幅减少对地面测控的依赖,支持多星自主协同配合执行任务。北京三号A/B卫星具备完全星上自主规划能力,包括星上自主任务规划、地面规划及星地协同规划等多种... 详细信息

自主任务规划技术能够充分发挥卫星在轨使用效能,提高卫星紧急任务响应能力,大幅减少对地面测控的依赖,支持多星自主协同配合执行任务。北京三号A/B卫星具备完全星上自主规划能力,包括星上自主任务规划、地面规划及星地协同规划等多种任务模式,同时具备任务数据校验、保存、恢复、删除、插入应急任务等功能。地面规划系统根据需求进行任务筛选、核对和规划,确保任务满足要求;星上利用专用处理器实现规划运算、指令编排和任务保存与执行。星地一体协同任务规划设计实现了地面和星上规划的一致性,既保证了任务的准确性和灵活性,又减少了卫星对地面测控的需求。

关键词：北京三号A/B卫星任务规划元任务