本發(fā)明涉及無(wú)人機(jī)的協(xié)同規(guī)劃，尤其涉及一種多無(wú)人機(jī)面向多任務(wù)目標(biāo)的協(xié)同規(guī)劃裝置。

背景技術(shù)：

1、旋翼無(wú)人機(jī)憑借其行動(dòng)靈活、操控簡(jiǎn)單、視野開(kāi)闊、載荷可變等多種特性，廣泛應(yīng)用于電力巡檢、農(nóng)林植保、反恐救援等應(yīng)用中。在上述無(wú)人機(jī)應(yīng)用中，無(wú)人機(jī)受控于地面站，接收飛手的遙控指令，執(zhí)行相應(yīng)的飛行動(dòng)作，完成指定任務(wù)。

2、在任務(wù)執(zhí)行期間，無(wú)人機(jī)能夠自主完成行動(dòng)任務(wù)，而無(wú)需飛手介入。在自主模式下，無(wú)人機(jī)接收地面站規(guī)劃的多個(gè)航點(diǎn)任務(wù)，結(jié)合地理信息數(shù)據(jù)規(guī)劃飛行路徑，并將規(guī)劃路徑發(fā)送至無(wú)人機(jī)。無(wú)人機(jī)在執(zhí)行任務(wù)過(guò)程中，按照路徑順序飛行至各個(gè)航點(diǎn)，并在動(dòng)作點(diǎn)執(zhí)行相應(yīng)的指令，直至整個(gè)任務(wù)結(jié)束。

3、在多架無(wú)人機(jī)構(gòu)成的無(wú)人機(jī)分隊(duì)中，任務(wù)規(guī)劃模塊需要同時(shí)規(guī)劃點(diǎn)、線、區(qū)域等多種任務(wù)。不同目標(biāo)類型對(duì)無(wú)人機(jī)的要求各不相同，這給傳統(tǒng)的任務(wù)分配方法帶來(lái)了多樣性和復(fù)雜性的挑戰(zhàn)。為提升任務(wù)完成度與執(zhí)行效率，需要綜合考慮任務(wù)需求，實(shí)現(xiàn)任務(wù)的合理分配和調(diào)整，有效解決多機(jī)多目標(biāo)協(xié)同工作中的任務(wù)分配問(wèn)題，從而充分發(fā)揮多機(jī)協(xié)同的優(yōu)勢(shì)。

4、此外，在無(wú)人機(jī)執(zhí)行分配的目標(biāo)任務(wù)、按照規(guī)劃路徑到達(dá)目標(biāo)位置、完成任務(wù)的過(guò)程中，會(huì)受到環(huán)境地理因素的影響。例如，在山地、叢林等復(fù)雜場(chǎng)景中，路徑規(guī)劃需要依賴地理高程信息，還需要考慮規(guī)避區(qū)。特別是在區(qū)域目標(biāo)任務(wù)中，內(nèi)部可能存在多個(gè)規(guī)避區(qū)、禁飛區(qū)或高度不滿足飛行要求的區(qū)域，使得路徑規(guī)劃變得更加困難和具有挑戰(zhàn)性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在公開(kāi)了一種多無(wú)人機(jī)面向多任務(wù)目標(biāo)的協(xié)同規(guī)劃裝置；解決多任務(wù)目標(biāo)的無(wú)人機(jī)分配和復(fù)雜場(chǎng)景下的無(wú)人機(jī)到目標(biāo)的路徑規(guī)劃問(wèn)題。

2、本發(fā)明公開(kāi)了一種多無(wú)人機(jī)面向多任務(wù)目標(biāo)的協(xié)同規(guī)劃裝置，包括：

3、信息獲取模塊，用于獲取各無(wú)人機(jī)和需執(zhí)行的多個(gè)任務(wù)的信息，以及包括無(wú)人機(jī)起飛位置和各任務(wù)位置在內(nèi)區(qū)域的高程地圖；所述高程地圖中包括障礙物和規(guī)避區(qū)信息；

4、任務(wù)分配模塊，用于根據(jù)獲取的集群中無(wú)人機(jī)數(shù)量、初始位置，任務(wù)的類型、數(shù)量和位置信息，建立任務(wù)分配問(wèn)題；以最小化總路徑距離和最小化總成本為分配目標(biāo)，為每個(gè)任務(wù)分配相應(yīng)的無(wú)人機(jī)；

5、路徑規(guī)劃模塊，用于基于rrt算法為分配任務(wù)的無(wú)人機(jī)規(guī)劃出在高程地圖中防止碰撞障礙物或規(guī)避區(qū)的任務(wù)執(zhí)行路徑；

6、信息發(fā)送模塊，用于將分配的任務(wù)和執(zhí)行任務(wù)的規(guī)劃路徑發(fā)送給對(duì)應(yīng)無(wú)人機(jī)。

7、本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)以下有益效果之一：

8、本發(fā)明公開(kāi)的多無(wú)人機(jī)面向多任務(wù)目標(biāo)的協(xié)同規(guī)劃裝置，通過(guò)協(xié)同規(guī)劃提高了多無(wú)人機(jī)執(zhí)行多目標(biāo)任務(wù)的效率；

9、在進(jìn)行目標(biāo)分配時(shí)，采用自動(dòng)化的任務(wù)分配流程，適應(yīng)復(fù)雜多變的實(shí)際環(huán)境，并處理不同類型的任務(wù)(點(diǎn)任務(wù)、線任務(wù)、區(qū)域任務(wù))，增強(qiáng)了適用性和靈活性，減少了人工干預(yù)，降低了人為錯(cuò)誤的可能性；

10、在進(jìn)行路徑規(guī)劃時(shí)，實(shí)現(xiàn)了結(jié)合地理信息和規(guī)避區(qū)數(shù)據(jù)的無(wú)人機(jī)路徑規(guī)劃，確保了規(guī)劃的每個(gè)路徑點(diǎn)既符合規(guī)避區(qū)要求，由符合高程要求；并且通過(guò)改進(jìn)rrt算法，較少了搜索計(jì)算量，提高算法成功率，提高收斂效率和搜索效率，并回溯方法對(duì)規(guī)劃的路徑點(diǎn)按照倒序進(jìn)行篩選，去掉不必要的路徑點(diǎn)，從而提升路徑的簡(jiǎn)潔性和規(guī)劃效率。

技術(shù)特征：

1.一種多無(wú)人機(jī)面向多任務(wù)目標(biāo)的協(xié)同規(guī)劃裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多無(wú)人機(jī)面向多任務(wù)目標(biāo)的協(xié)同規(guī)劃裝置，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多無(wú)人機(jī)面向多任務(wù)目標(biāo)的協(xié)同規(guī)劃裝置，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多無(wú)人機(jī)面向多任務(wù)目標(biāo)的協(xié)同規(guī)劃裝置，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多無(wú)人機(jī)面向多任務(wù)目標(biāo)的協(xié)同規(guī)劃裝置，其特征在于，

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多無(wú)人機(jī)面向多任務(wù)目標(biāo)的協(xié)同規(guī)劃裝置，其特征在于，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多無(wú)人機(jī)面向多任務(wù)目標(biāo)的協(xié)同規(guī)劃裝置，其特征在于，

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多無(wú)人機(jī)面向多任務(wù)目標(biāo)的協(xié)同規(guī)劃裝置，其特征在于，

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多無(wú)人機(jī)面向多任務(wù)目標(biāo)的協(xié)同規(guī)劃裝置，其特征在于，

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的多無(wú)人機(jī)面向多任務(wù)目標(biāo)的協(xié)同規(guī)劃裝置，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種多無(wú)人機(jī)面向多任務(wù)目標(biāo)的協(xié)同規(guī)劃裝置，包括：信息獲取模塊用于獲取各無(wú)人機(jī)和需執(zhí)行的多個(gè)任務(wù)的信息，以及包括無(wú)人機(jī)起飛位置和各任務(wù)位置在內(nèi)區(qū)域的高程地圖；所述高程地圖中包括障礙物和規(guī)避區(qū)信息；任務(wù)分配模塊用于根據(jù)獲取的集群中無(wú)人機(jī)數(shù)量、初始位置，任務(wù)的類型、數(shù)量和位置信息，建立任務(wù)分配問(wèn)題；以最小化總路徑距離和最小化總成本為分配目標(biāo)，為每個(gè)任務(wù)分配相應(yīng)的無(wú)人機(jī)；路徑規(guī)劃模塊用于基于RRT算法為分配任務(wù)的無(wú)人機(jī)規(guī)劃出在高程地圖中防止碰撞障礙物或規(guī)避區(qū)的任務(wù)執(zhí)行路徑；信息發(fā)送模塊用于將分配的任務(wù)和執(zhí)行任務(wù)的規(guī)劃路徑發(fā)送給對(duì)應(yīng)無(wú)人機(jī)。本發(fā)明通過(guò)協(xié)同規(guī)劃提高了多無(wú)人機(jī)執(zhí)行多目標(biāo)任務(wù)的效率。

技術(shù)研發(fā)人員：張?zhí)?劉瑞,吳賀禹,王強(qiáng),國(guó)萌
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)兵器工業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8