电子科技大学;中国航空工业集团公司成都飞机设计研究所龚峰获国家专利权
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龙图腾网获悉电子科技大学;中国航空工业集团公司成都飞机设计研究所申请的专利一种面向任务可靠性约束的无人机集群多批次动态轮换调度方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN121258144B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-20发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511817083.8,技术领域涉及:G06Q10/0631;该发明授权一种面向任务可靠性约束的无人机集群多批次动态轮换调度方法是由龚峰;周天余;胡哿郗;阳纯波;李波设计研发完成,并于2025-12-04向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种面向任务可靠性约束的无人机集群多批次动态轮换调度方法在说明书摘要公布了:本发明具体公开一种面向任务可靠性约束的无人机集群多批次动态轮换调度方法,涉及无人机任务可靠性评估领域。该方法包括:解析输入任务参数,生成初始OODA环的可行体系组合;针对每个组合建立单机状态转移模型,制定当某型无人机失效时立即从基地派遣同型替补的动态轮换策略;构建以OODA环闭合时间占比不低于设定阈值为准则的任务成功判定体系,建立以任务可靠性最大化为目标、平均正常工作时间占比为辅助目标的多目标优化模型;采用蒙特卡洛仿真模拟随机故障与轮换过程,统计各组合的任务可靠性,输出最优目标地部署与基地候补组合。实现了在资源约束下无人机集群任务可靠性的量化评估,显著提升了持续能力与资源利用效率。
本发明授权一种面向任务可靠性约束的无人机集群多批次动态轮换调度方法在权利要求书中公布了:1.一种面向任务可靠性约束的无人机集群多批次动态轮换调度方法,其特征在于,该方法包括: 步骤1:基于深度优先搜索与约束传播算法的可行初始体系组合集合生成; 该方法涉及飞机包括:有人机、执行无人机、感知无人机三种机型,每架无人机系统划分为五个主要组成部分,包括机体平台层、通信系统、感知系统、决策系统以及执行系统;其中,机体平台层是保障无人机正常飞行的基础支撑系统;感知系统、决策系统与执行系统共同构成任务载荷层,在执行具体任务过程中按需调用; 将整个任务流程分解为五个关键节点:感知节点S负责目标探测与环境感知;决策节点D进行态势认知与决策;执行节点W执行决策操作;通信节点C保障节点间信息交互;目标节点M表征待处理的任务目标; 感知节点、决策节点、执行节点、通信节点以及目标节点,构建一个从感知到行表示动的完整OODA环,OODA环表示观察-定位-决策-行动环,建立四类典型OODA环拓扑结构: 1单机执行任务回路:; 2感知信息交互的任务回路:; 3决策信息交互的任务回路:; 4多种信息交互的任务回路:; 其中,表示目标节点,表示无人机1感知系统,表示无人机1通信系统,表示无人机2通信系统,表示无人机3通信系统,表示有人机1决策系统,表示有人机2决策系统,表示无人机1执行系统,表示无人机2执行系统,表示无人机3执行系统,表示OODA环中信息传递方向; 构建体系可行性判定模型,对于任意时刻,体系需满足: ; 连通度函数用于量化评估第类OODA环在时刻的闭合状态,其函数值通过判断环内各功能节点的工作状态及通信节点C的链路状态来确定;当且仅当环内所有节点及链路均正常时,否则;为第类环路的可靠性阈值;符号表示逻辑“或”运算,采用表示在四种OODA环类型中,至少存在一种类型的OODA环处于闭合状态; 基于深度优先搜索与约束传播算法,生成可行初始无人机体系组合集合;集合中的每个组合由三元组表示,其中、、分别表示感知无人机、执行无人机和有人机的数量;搜索策略为从最小资源消耗的组合开始,沿、、的维度进行深度优先搜索; 边界约束剪枝:当任一,终止当前分支的搜索,其中时;表示在当前搜索分支中,类型为的无人机计划部署数量;表示类型为的无人机最大可用数量,即用户输入的资源约束上限; 功能约束提前判定:对于已确定的、,若剩余维度无论如何取值都无法形成任何OODA环,则进行剪枝; 对于搜索到的、满足所有显式硬约束的组合,算法执行最终的功能完备性检验:调用OODA环连通度函数,验证在初始时刻是否存在至少一个使得;将通过检验的组合加入可行初始无人机体系组合集合,表示飞机体系组合; 可行初始无人机体系组合集合的数学定义为: ; 其中,每个均保证在给定资源约束下,具备初始任务执行能力;、、表示感知无人机、执行无人机、有人机的最大数量;表示“存在”,表示在任务时间区间内存在某一时刻;表示在四种OODA环类型中存在某一类型;表示组合在时刻的第类OODA环连通状态; 步骤2:面向任务可靠性约束的无人机集群多批次动态轮换调度模型构建; 采用基于随机-确定性混合事件驱动的单机状态转移模型,实时监控体系状态,定义OODA环完整为正常工作状态,一旦检测到因某无人机失效而导致OODA环断裂,立即根据基于事件触发的三级优先级轮换派遣策略从基地派遣同类型无人机的替补批次前往目标区域进行替换,以最快速度恢复体系的完整功能; 步骤3:基于蒙特卡洛求解任务可靠性。
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