河北科技大學吳學禮獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉河北科技大學申請的專利一種改進粒子群算法和拍賣算法結合的多無人機多任務分配方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN115494875B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-05發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202211241651.0,技術領域涉及:G05D1/695;該發明授權一種改進粒子群算法和拍賣算法結合的多無人機多任務分配方法是由吳學禮;張晨陽;甄然;武曉晶;孟凡華設計研發完成,并于2022-10-11向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種改進粒子群算法和拍賣算法結合的多無人機多任務分配方法在說明書摘要公布了:本發明涉及一種改進粒子群算法和拍賣算法結合的多無人機多任務分配方法,首先對環境、任務及無人機進行初始化設置,其次利用改進粒子群算法對無人機進行航跡預規劃,然后根據具體任務和航跡預規劃信息結合拍賣算法進行任務分配,最終確定任務分配方案,并派相應無人機執行對應任務。本發明將任務分配問題和航跡規劃問題相結合進行研究,并考慮無人機特性,更貼合實際情況。本發明采用改進粒子群算法與拍賣算法相結合,無人機航跡路線更加平滑且具有良好收斂性。
本發明授權一種改進粒子群算法和拍賣算法結合的多無人機多任務分配方法在權利要求書中公布了:1.一種改進粒子群算法和拍賣算法結合的多無人機多任務分配方法,其特征在于,首先對環境、任務及無人機進行初始化設置,其次利用改進粒子群算法對無人機進行航跡預規劃,然后根據具體任務和航跡預規劃信息結合拍賣算法進行任務分配,最終確定任務分配方案,并派相應無人機執行對應任務; 所述初始化設置模擬實際環境建立三維地形;環境中存在的威脅為山體威脅,將山體進行建模,定義為Threat={x,y,h,r};定義無人機集合為U={Ux,Uy,Uz},并規定各無人機的載荷信息ZH,Nt表示無人機數量;定義任務集合為R={Rx,Ry,Rz},任務屬性包括執行該任務的價值Value、威脅Risk以及執行該任務所需耗費的無人機載荷信息HF,N表示任務數量; 改進粒子群算法前建立目標函數,無人機進行任務分配時的目標函數為Cost=b1×f1+b2×f2+b3×f3+b4×f4,b1、b2、b3、b4為權重系數,f1為航跡代價,f2為威脅代價,f3為平滑代價,f4為任務代價; 選擇航跡時將航跡時間最短,假設無人機速度不變,因此將航跡最短作為首要選擇標準,規定無人機航跡Xi由n個航跡點組成,三維環境中航跡點Pij=xij,yij,zij,兩個航跡點間的歐氏距離為航跡代價f1表示為:航跡除了要求航跡最短外,還要求具備安全性,因此航跡規劃中要求避開障礙物;假設環境中存在的山體威脅集合為T且假設為圓柱,其在xy平面的投影中心為Ct,半徑為Rt,威脅代價與無人機和威脅間的距離dt成正比,綜合考慮無人機直徑D和無人機與威脅的危險距離S,威脅代價f2表達式為:其中 平滑代價主要是針對航跡中的轉彎角和爬升角進行平滑使航跡可行的代價;轉彎角為爬升角為θij,其中, 為兩個連續航跡段在水平面投影的夾角,和為其在XY平面的投影;θij為航跡段與水平面投影的夾角,zij、zi,j+1為航跡點Pij、Pi,j+1的Z軸坐標; 平滑代價f3表達式為:其中k1、k2分別代表轉彎角和爬升角的懲罰系數。
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