[发明专利]一种基于健康状态的无人机系统任务规划方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于健康状态的无人机系统任务规划方法及系统。该方法包括：获取无人机系统要执行的所有任务；根据要执行的所有任务确定任务执行次序集合；所述任务次序集合包括执行所有任务的全部次序；计算所述无人机系统按照所述任务次序集合执行完所有任务的健康损失值；选择健康损失值最小时对应的任务执行次序，为最优任务执行次序，完成任务规划。本发明根据无人机健康状态和任务跟进判断，优化任务顺序使得任务分配更合理准确，进而提高无人机可靠顺利完成任务的概率。且求解得到任务执行顺序的最优方案，使得无人机在任务完成时的健康状态最佳。使无人机在执行任务后健康状态损失最少意味着任务成本和维修成本降低。

技术领域

本发明涉及无人机系统技术领域，特别是涉及一种基于健康状态的无人机系统任务规划方法及装置。

背景技术

随着无人机技术的发展，其可执行的任务类型和使用场景逐渐多样化，以侦察监视的长航时无人机应运而生。对于长航时无人机来说，其执行任务的顺序是其它规划功能的基础，现有的大量研究集中在如何得到任务执行序列以及计算方法的开发，没有考虑外界环境等因素对无人机可靠性的影响，默认无人机本身的健康状态在整个任务执行过程中没有变化。但在真实情况中，随着任务执行时间的增加、任务的执行程度以及环境的变化，无人机的健康状态会随之发生变化。因此，有必要对整个无人机系统的健康状态进行量化评价，以指导其采取相应方案顺利完成任务是十分必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于健康状态的无人机系统任务规划方法及装置，使得无人机在任务完成时的健康状态最佳，提高无人机可靠顺利完成任务的概率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于健康状态的无人机系统任务规划方法，包括：

获取无人机系统要执行的所有任务；

根据要执行的所有任务确定任务执行次序集合；所述任务次序集合包括执行所有任务的全部次序；

计算所述无人机系统按照所述任务次序集合执行完所有任务的健康损失值；

选择健康损失值最小时对应的任务执行次序，为最优任务执行次序，完成任务规划。

进一步地，计算所述无人机系统按照所述任务次序集合执行完所有任务的健康损失值，具体包括：

计算所述无人机系统执行各任务之后的累加应力；

根据所述累加应力计算所述无人机系统执行各任务之后的健康损失值；

将所述无人机系统执行各任务之后的健康损失值求和，得到执行完所有任务的健康损失值。

进一步地，健康损失值的计算公式如下：

其中，表示无人机系统在不同时刻t执行任务A_i后的健康损失值， H(t)表示无人机系统在不同时刻t的健康状态值，d(s)表示累加应力，l表示无人机系统的失效阈值参数，y₀表示初始退化参数，Φ表示取正态分布值，σ表示标准差。

本发明还包括了一种基于健康状态的无人机系统任务规划系统，包括：

任务获取模块，用于获取无人机系统要执行的所有任务；

任务执行次序集合确定模块，用于根据要执行的所有任务确定任务执行次序集合；所述任务次序集合包括执行所有任务的全部次序；

健康损失值计算模块，用于计算所述无人机系统按照所述任务次序集合执行完所有任务的健康损失值；

最优任务执行次序选择模块，用于选择健康损失值最小时对应的任务执行次序，为最优任务执行次序，完成任务规划。