控制与决策

作者：赵得霖,寿莹鑫,陈蓓,刘畅,赖锐,许斌

单位：西北工业大学 自动化学院，西安 710072,,西北工业大学 自动化学院，西安 710072,,中航(成都)无人机系统股份有限公司，成都 611743,,西北工业大学 自动化学院，西安 710072,,中航(成都)无人机系统股份有限公司，成都 611743,,西北工业大学 自动化学院，西安 710072,

关键词：救援侦察;多无人机;状态空间采样;谱聚类;混合优化;任务规划

基金：国家自然科学基金项目(62403131)；江苏省卓越博士后计划项目(2024ZB267) .

在多无人机多目标的森林火灾救援侦察场景下, 针对任务规划问题复杂度高、任务规划速度与任务执行效率难以平衡的问题, 提出一种面向多目标侦察的多无人机分层任务规划方法. 该方法对任务规划问题进行适当解耦以降低复杂度, 将任务规划分为航迹规划、任务目标分配和任务序列规划3部分. 首先, 提出基于状态空间采样规划和Dubins曲线的航迹规划算法, 考虑无人机动力学约束, 为后续步骤构造任务节点连通图, 生成可行航迹集; 然后, 在任务目标分配阶段进行谱空间转换, 基于目标群划分的非线性特性, 通过谱聚类实现快速目标分配; 最后, 提出结合分支定界法和模拟退火算法的混合优化算法实现任务序列规划, 结合可行航迹集生成任务执行航迹. 所提出方法针对任务规划问题设计解耦算法, 能够快速地规划出较好结果. 与其他任务规划方法进行仿真对比实验, 实验结果表明所提出方法任务规划结果航迹长度更短、规划耗时和任务耗时更少, 且航迹满足动力学和禁飞区约束.

来源：2025年第11期

《控制与决策》期刊编辑部

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