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龍圖騰網(wǎng)獲悉哈爾濱工程大學(xué)申請(qǐng)的專利基于量子綢魚優(yōu)化機(jī)制的機(jī)船協(xié)同任務(wù)分配方法獲國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN115933633B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-09-09發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202211218920.1，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G05D1/43；該發(fā)明授權(quán)基于量子綢魚優(yōu)化機(jī)制的機(jī)船協(xié)同任務(wù)分配方法是由高洪元;陳世聰;孫溶辰;劉凱龍;劉亞鵬;趙立帥;李慧爽;郭瑞晨;狄妍岐設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2022-10-07向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本基于量子綢魚優(yōu)化機(jī)制的機(jī)船協(xié)同任務(wù)分配方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明提供一種基于量子綢魚優(yōu)化機(jī)制的機(jī)船協(xié)同任務(wù)分配方法，以某片海域及相應(yīng)空域內(nèi)全部目標(biāo)的地理位置為先驗(yàn)知識(shí)，使用模糊C均值聚類方法來智能獲取平臺(tái)各既定航標(biāo)。平臺(tái)搭載多架無人機(jī)和無人船向既定航標(biāo)航行，在既定航標(biāo)處暫緩航行，考慮多種約束條件并基于量子綢魚優(yōu)化機(jī)制，多架搭載無人機(jī)升空協(xié)同對(duì)若干空域目標(biāo)執(zhí)行既定任務(wù)后歸航，多艘無人船下海協(xié)同對(duì)若干海域目標(biāo)執(zhí)行既定任務(wù)后歸航，平臺(tái)向下一既定航標(biāo)航行直至到達(dá)目的地。仿真實(shí)驗(yàn)證明了基于量子綢魚優(yōu)化機(jī)制的機(jī)船協(xié)同任務(wù)分配方法的有效性，可應(yīng)用于工程實(shí)際。

本發(fā)明授權(quán)基于量子綢魚優(yōu)化機(jī)制的機(jī)船協(xié)同任務(wù)分配方法在權(quán)利要求書中公布了：1.基于量子綢魚優(yōu)化機(jī)制的機(jī)船協(xié)同任務(wù)分配方法，其特征在于，步驟如下： 步驟一：建立機(jī)船協(xié)同任務(wù)分配模型； 步驟二：基于模糊C均值聚類方法智能獲取海平面全部既定航標(biāo)； 步驟三：平臺(tái)搭載多架無人機(jī)和無人船從起始位置向既定航標(biāo)處航行；初始化航標(biāo)編號(hào)τ＝1，平臺(tái)搭載Nuav架無人機(jī)和Nuuv艘無人船從起始位置向此既定航標(biāo)位置航行； 步驟四：構(gòu)建此既定航標(biāo)處的多機(jī)和多船協(xié)同任務(wù)分配代價(jià)函數(shù)； 步驟五：初始化量子綢魚群并設(shè)定參數(shù)； 步驟六：定義并計(jì)算量子綢魚體內(nèi)的雌激素水平； 第g次迭代時(shí)，將全部量子綢魚量子位置的每一維映射到離散解空間范圍內(nèi)，得到量子綢魚量子位置的映射態(tài)： 映射方程定義為： 其中，i＝1,2,...,h，j＝1,2,...,u，ceil·為數(shù)值向上取整函數(shù)，為映射度； 應(yīng)用量子綢魚優(yōu)化機(jī)制求解航標(biāo)τ處多機(jī)協(xié)同任務(wù)分配矩陣時(shí)令并將第i條量子綢魚量子位置的映射態(tài)進(jìn)行維度變換后代入航標(biāo)τ處多機(jī)協(xié)同任務(wù)分配代價(jià)函數(shù)中得到代價(jià)值求解多船協(xié)同任務(wù)分配矩陣時(shí)令并將第i條量子綢魚量子位置的映射態(tài)進(jìn)行維度變換后代入航標(biāo)τ處多船協(xié)同任務(wù)分配代價(jià)函數(shù)中得到代價(jià)值 其中，上標(biāo)特指矩陣按M′τ×Kuav維重構(gòu)，上標(biāo)°特指矩陣按維重構(gòu)，重構(gòu)方式為先行后列；Nuav和Nuuv分別為搭載無人機(jī)和無人船數(shù)量； 步驟七：根據(jù)量子綢魚體內(nèi)雌激素水平對(duì)全部量子綢魚排序并確定雄性量子綢魚；將全部量子綢魚按照體內(nèi)雌激素水平由低到高的順序排列，規(guī)定量子綢魚群中體內(nèi)雌激素水平最低的量子綢魚為雄性量子綢魚，其余為雌性量子綢魚； 步驟八：量子綢魚依次進(jìn)行確定性和隨機(jī)性游動(dòng)，并在游動(dòng)過程中使用模擬量子旋轉(zhuǎn)門演化量子綢魚量子態(tài)； 1確定性移動(dòng)下第i條量子綢魚第j維量子位置的更新方程為： 其中，為確定性移動(dòng)下第i條量子綢魚的第j維模擬量子旋轉(zhuǎn)角，為[0,1]區(qū)間內(nèi)的均勻隨機(jī)數(shù)，為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)隨機(jī)數(shù)；第i條量子綢魚進(jìn)行確定性游動(dòng)后所產(chǎn)生的新量子位置： 2隨機(jī)性移動(dòng)下第i條量子綢魚第j維量子位置的更新方程為： 其中，為隨機(jī)性移動(dòng)下第i條量子綢魚的第j維模擬量子旋轉(zhuǎn)角，區(qū)間內(nèi)的均勻隨機(jī)數(shù)，μ1和μ2為隨機(jī)量子綢魚標(biāo)簽，第i條量子綢魚進(jìn)行隨機(jī)性游動(dòng)后所產(chǎn)生的新量子位置： 步驟九：應(yīng)用貪心選擇策略，確定下一代量子綢魚的量子位置；計(jì)算全部量子綢魚在原量子位置和新產(chǎn)生量子位置處體內(nèi)雌激素水平，在量子位置集合中貪婪選擇雌激素水平較低的量子位置作為下一代量子綢魚的量子位置； 步驟十：演進(jìn)終止判斷，輸出多機(jī)或多船協(xié)同任務(wù)分配矩陣； 判斷是否達(dá)到最大迭代次數(shù)G，若未達(dá)到，則令g＝g+1，返回步驟七；否則，終止機(jī)制演進(jìn)，將最優(yōu)一代量子綢魚群雄性量子綢魚量子位置映射態(tài)進(jìn)行相應(yīng)維度變換后作為多機(jī)或多船協(xié)同任務(wù)分配矩陣輸出； 步驟十一：在此既定航標(biāo)處多架搭載無人機(jī)協(xié)同升空，多艘搭載無人船協(xié)同下海； 平臺(tái)在航標(biāo)τ處暫緩航行，基于多機(jī)協(xié)同任務(wù)分配矩陣，至多Nuav架搭載無人機(jī)升空對(duì)航標(biāo)τ處Mτ′個(gè)空域目標(biāo)協(xié)同執(zhí)行Kuav項(xiàng)空域任務(wù)后返航；基于多船協(xié)同任務(wù)分配矩陣，至多Nuuv艘搭載無人船下海對(duì)航標(biāo)τ處個(gè)海域目標(biāo)協(xié)同執(zhí)行Kuuv項(xiàng)海域任務(wù)后返航； 步驟十二：平臺(tái)航向目的位置判斷； 判斷是否滿足τ＝Mbea：若不滿足，則更新既定航標(biāo)編號(hào)，令τ＝τ+1，平臺(tái)搭載多架無人機(jī)和無人船向下一既定航標(biāo)航行，并返回步驟四；否則，平臺(tái)從既定航標(biāo)Mbea處向目的位置航行。

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