基于改进蚁群算法的无人机集群任务分配和路径规划联合优化

• 作者: 苏梅梅 程咏梅 胡劲文 赵春晖 贾彩娟 徐钊 张剑锋
• 来源期刊: 无人系统技术
• 关键词: 任务分配 路径规划 联合优化 蚁群算法 无人机集群 编队集结
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 所属期刊栏目: 技术研究|Technical Study
• 页码范围: 40-50
• 页数: 11页
• 分类号: V19
• 语种: 中文
• DOI: 10.19942/j.issn.2096–5915.2021.4.035

摘要

无人机集群作战得到广泛的应用,其路径规划和任务分配技术的研究是无人机集群作战的关键步骤.然而,传统的方式是将路径规划和任务分配分别求解计算,这样的处理方式未考虑任务分配和路径优化的耦合关系,会造成路径交叉、资源分配不均匀的问题.针对多任务场景中的多子群任务分配和路径规划问题,将任务分配和路径规划联合优化,提出了改进的蚁群优化算法.首先,根据时间、距离、任务优先级等约束,建立任务分配和路径规划联合优化目标函数.然后,通过改进信息素更新机制,在任务优先级启发下进行信息素更新,实现满足路径安全(不存在交叉现象)、资源分配均匀的任务分配和路径规划.由于该方法中单个编队被视为一个整体,因此,在任务分配之前,设计了基于十进制数无人机ID设计,实现了无人机编队分群的目的.最后,在多种情形下,通过仿真对比分析验证所提算法的有效性.所提出的算法实现了在复杂多任务环境中,多无人机能够无碰撞地执行多任务.