基于多種群合作演化的無人機協同偵察任務規劃研究

帥偉偉，汪 君，任開君，楊 健，林 潔

（1.解放軍95795 部隊，廣西 桂林 541003；2.中國電子科技集團第十五研究所，北京 100080）

0 引言

無人機能夠自主飛行，具備獨立執行任務能力，是現代信息化戰爭中的一種新型作戰平臺。利用多無人機進行協同偵察，需要考慮無人機航時、偵察時長、任務載荷、中途維護時常等，并綜合考慮基地數量、無人機數量、偵察間隔、目標偵察頻次等因素，在時空域上規劃出無人機航路和時間，并確定偵察每一任務點所使用的任務載荷。其復雜性主要體現在難以獲得滿足時間、空間、任務載荷等多重約束的多樣性有效解［1-3］，目前常用遺傳算法、蟻群算法等啟發式算法進行搜索［4-8］，能夠較為高效地尋找到可行解，但無法保證解的多樣性。本文借鑒多種群合作演化思路［9-10］，對傳統遺傳算法進行改進，用不同種群對解空間進行全局和局部兩個尺度的搜索，并通過并行成長和信息遷移，實現種群間的合作演化，以此在時空域上對無人機協同偵察任務進行高效規劃。如何合理描述多無人機協同偵察任務規劃問題，選取有效的搜索算法，以保證搜索的高效性和解的多樣性是本文的研究重點。

1 無人機協同偵察任務建模

1.1 問題描述

在無人機協同偵察常見任務中，多個基地需要派遣多架無人機對多個任務目標執行偵察任務，無人機具有多種型號，搭載有一種或多種任務載荷，任務期間可以在具有保障能力的基地進行維護續航，不同目標點需要在一定時間間隔內采用不同任務載荷進行偵察，且載荷偵察順序、頻次都有要求。……