LTL语义描述下无人—有人机协同任务分解与调度策略研究

发布时间：2021-08-26 17:44

　　无人-有人机协同是对抗环境下无人机最现实可行的作战应用样式,是形成新型高效作战体系的有效途径。在复杂任务和低人机比条件下,传统的空基指控方法已经无法满足协同任务要求,需要研究更高层次的指挥控制方法。论文以线性时序逻辑（Linear Temporal Logic,LTL）为任务描述语言,以自动机理论为基础框架,按照由单机到多机的研究思路,系统地研究了面向复杂任务的无人机协同任务分解与任务调度方法。论文的主要研究成果如下:（1）针对无人机任务环境的复杂动态特性,提出基于自动机理论的智能体动态规划框架。对抗条件下的无人机任务环境具有不确定性,针对任务执行中因态势和情报变化产生的重规划需求,通过引入线性时序逻辑、状态转移系统和自动机的相关概念,在LTL自动机模型检测合成方法基础之上,提出在动态环境下的重规划框架,为复杂环境下初次规划和重规划提供了可靠保证。（2）将无人机系统描述从命题逻辑推广为谓词逻辑,提出了LTL语义描述下单无人机动态规划方法。首先,采用谓词逻辑建立了无人机系统的状态描述,在此基础上运用PDDL语言作为无人机动作模式的形式化描述方法,建立了LTL语义描述下的单无人机任务规划的... 

【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【图文】：

无人-有人机协同控制体系结构

ROS 节点 mission_planner协同任务规划调度器ROS 节点 mission_publisher 有人机驾驶员操作终端ROS 节点 mission_controller无人机行动调度器无人机行动控制器无人机感知与反馈器ROS 节点间的信息发布订阅 无人-有人机双向通信5.2.1 搭建 Gazebo 下的任务环境与无人机对象本章将第四章中的任务环境在 Gazebo 环境下搭建，将无人-有人机协同任务的环境抽象为 4 个区域，并将实际环境中的安全空域用区域间的通道表示，将目标对象使用区域中的方块表示。使用 Gazebo 软件的 Building Editor 功能可以搭建出区域化的环境，并在其基础上添加方块目标，环境模型如图 5.2(a)所示。

图 5.3 仿真环境总体设计通过配置 ROS 系统下的 Launch 文件，将两架无人机模型加入到环境中。执行“roslaunch”指令启动仿真，如图 5.3 所示。图 5.4 展示了仿真启动后 ROS 系统中存在的节点，以及这些节点间存在的发布订阅关系。图 5.4 仿真环境启动后系统中节点的发布订阅关系

【参考文献】：
期刊论文
[1]面向协同任务的多UCAV分布式任务分配与协调技术[J]. 龙涛,沈林成,朱华勇,牛轶峰.  自动化学报. 2007(07)

博士论文
[1]多UCAV协同任务控制中分布式任务分配与任务协调技术研究[D]. 龙涛.国防科学技术大学 2006



本文编号：3364683