無人機集群任務分配中群智能算法性能對比*

梁智韜，賈高偉，王建峰

（國防科技大學空天科學學院，長沙 410073）

0 引言

經過數十年的快速發展，無人機的自主性能不斷提高，但單架無人機在復雜環境下完成復雜任務仍具有局限性。無人機集群能夠充分發揮無人機平臺機動靈活、成本低廉、應用廣泛的優勢，以能力組合的形式協同高效地完成多樣化任務，逐漸成為航空武器裝備發展的重要趨勢。

無人機集群任務分配，是根據集群中的無人機數量、類型、所要執行的目標任務及載荷的不同，對無人機完成具體任務的預先設定與統籌管理，其本質是多約束條件下的優化求解問題。在具體實施過程中，需要考慮無人機動力學模型及其飛行性能、載荷性能、目標特性、通信及環境限制等約束條件，為無人機規劃出合理的任務執行方案和飛行航跡，并確定載荷配置、使用方式與時間節點等，確保某一項或多項指標最優。

概括來講，適合于無人機集群的任務架構包括集中式、分布式、集散式等多類，其中，集中式是當前最直接、最成熟的集群模式，無人機集群接受單個或多個中心控制。集中式任務分配求解方法又可以分為最優化方法和啟發式方法。一般而言，最優化算法具有描述簡潔、直接等特點，可以靈活調整約束條件來求解實際問題，具有理論最優解，但規模不宜過大，一般可用于無人機集群離線式任務分配。在啟發式算法中，智能類算法的應用較多，尤其以蟻群算法、遺傳算法、粒子群算法等居多。……