(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211134092.3 (22)申请日 2022.09.19 (71)申请人 中国电子科技 集团公司第十四研究 所 地址 210039 江苏省南京市雨 花台区国睿 路8号 (72)发明人 薛慧　马咏雪　伍光新　邢文革　 姚元　沈学勇　李归　张佳琪　 (74)专利代理 机构 南京知识律师事务所 32 207 专利代理师 高娇阳 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/26(2012.01) (54)发明名称 一种多平台无人机载射频系统的协同任务 规划方法 (57)摘要 本发明公开了一种多平台无人机载射频系 统的协同任务规划方法， 步骤包括： 读入相关信 息： UAV相关参数和任务相关参数； 根据优先级对 某时刻的所有待调度任务进行排序， 具有相同优 先级的任务则按照期望开始时间从前到后排序； 选择排序第一的待调度任务， 按照其期望开始时 间进行调度， 直至待调度任务数为0； 下 发任务规 划方案； 下发各无人机节点的调度方案。 在满足 功能和位置约束的条件下， 可根据编队内不同无 人机的射频功能实现动态任务规划， 从而实现编 队协同态势感知。 该方法可用于无人机编队的协 同态势感知， 可提升编队的抗打击、 抗摧毁能力， 具备实时动态任务 规划能力。 权利要求书3页 说明书9页 附图7页 CN 115239204 A 2022.10.25 CN 115239204 A 1.一种多平台无 人机载射频系统的协同任务 规划方法， 其特 征在于步骤 包括： Step 1: 读入相关信息： UAV相关参数： 无 人机的数量 M， 每个无人机具备的射频能力， 无 人机的位置坐标； 任务相关参数； 待调度的任务数量J， 任务优先级 ， 任务需求的无人机数量， 任务驻留 时间 ， 任务开始时间 ， 任务截止时间 ； Step 2: 根据优先级对某时刻的所有待调度任务进行排序， 具有相同优先级的任务则 按照期望开始时间从前到后排序； Setp 3: 选择排序第一的待调度任务， 按照其期望开始时间进行调度， 节点选择策略 如下； i) 根据无人机具备的能力， 选择满足能力需求的所有无 人机； ii) 排列出所有的可能无 人机组合； iii) 排列出所有组合的可能的时间； iv) 选择所有满足位置要求的组合； v) 在满足上述要求的组合中， 优先选择完成任务较少且当前时间利用率较低的节点 组合； vi） 生成相应的无 人机任务执 行序列； Step 4: 继续Step  3， 直至待调度任务数为0； Step 5: 下发任务 规划方案； Step 6: 下发各无人机节点的调度方案 。 2.根据权利要求1所述的一种多平台无人机载射频系统的协同任务规划方法， 其特征 在于任务 规划策略包括： a)  优先规划任务优先级高的任务， 有利于提高任务 规划总收益； b) 当同一优先级具有 多个任务时， 优先规划期望开始时间靠前的； c) 在多节点任务规划中， 当满足功能、 位置和时间约束等条件时， 优先选择完成任务 较少且当前时间利用率较低的节点， 用于最小化任务均衡率。 3.根据权利要求1或2所述的一种 多平台无人机载射频系统 的协同任务规划方法， 其特 征在于约束条件 包括： 功能约束： 被规划的无人机节点必须具备相应的射频任务能力， 才能对其进行相应的 任务规划， 假设在 时刻， 具备执行任务 的节点集为 ， 规划的无人机节点子群为 ， 则其功能约束可以表示为 ， 即规划的节点必须隶属于相应的节点 集； 位置约束： 对于有位置要求的协同任务， 如无源定位、 协同探测等任务的规划， 节点间 位置必须满足一定的张角要求， 如多站对目标张角满足回波相关条件， 即 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115239204 A 2其中， 为站点基线， 为载波波长， D为目标的尺寸， R为目标距离， 为目标与基 线夹角； 射频资源约束： 同一 射频系统在同一时刻只能执 行同一任务； 时间资源约束： 对于任务 ， 其调度的开始时间必须大于前一个任务的结束时间与 波束切换时间 之和， 即 。 4.根据权利要求1或2所述的一种 多平台无人机载射频系统 的协同任务规划方法， 其特 征在于评价指标包括： 加权任务规划总收益： 任务规划收益用规划成功率表示， 即规划成功 的任务数与所有 请求的任务总数的比值， 引入 作为第j个任务的规划收益加权值， 定义加权后的任务规 划收益 ， 其中 为引入的布尔 参数， 代表第j个任务的执行情 况； 为第j个任务的优先级， 执行的任务越多， 执行的任务优先级越高， 规划收益越高， 如 果所有的任务均被成功规划， W获得最大收益 值， 值为1； 时间利用率： 对于所有的射频任务， 都需要波束在任务方向保持一定的时间， 被定义为 驻留时间， 时间利用率即成功规划任务的驻留时间和波束转换时间之和占总时间的比例， 将所有节点的调度间隔和时间利用率叠加起 来求平均， 表示 为 ， 其中 为第m个无人机成功执行的第j 个任务的驻留时间， 为第m个无人机成功执行的任务数量， 为波束转换时间， 为调度间隔,对于给定的调 度间隔， 时间利用率越高， 任务调 度效能越高， 调度算法越优,时 间利用率的最高值 为1; 时间偏移率： 由于资源冲突， 每个任务的实际执行时间可以在其 时间窗内前后移动， 使 存在冲突的任务也可以成功调度， 对于单一任务的资源调度， 时间偏移率是指任务的实际 执行时间与原期望执行时间的偏差与其时间窗的比值， 对于编队无人机， 时间偏移率 需要计算所有节点任务的时间偏移率然后取平均， 表达式如下 ， 其中 为第m个无人机成功执行的第j个 任务的实际执行时间， 为其原期望执行时间， 为时间窗， 为成功执行的 任务总数， 时间偏移率代 表了规划算法对 任务调度的及时性， 值越低越好；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115239204 A 3