无人机集群任务分配技术研究综述

任务分配是无人机集群实现高效遂行作战任务的关键技术。随着无人机集群技术的发展和作战样式的转变, 无人机集群的作战任务领域不断拓展, 任务分配所涵盖的范围不断扩大, 任务分配问题的规模和复杂性不断增加, 这都对无人机集群任务分配技术提出了新的挑战。本文对无人机集群作战理论、任务分配建模、任务预\重分配算法、异构无人系统联合应用下任务分配的研究现状进行了全面的总结, 凝练了目前无人机集群任务分配技术面临的通用化建模、面向多任务的任务预分配算法最优解求解、有限时间下面向突发事件的任务重分配算法寻优、路径规划紧耦合下面向大规模异构无人系统的协同任务分配等问题, 并针对性地论述了未来无人机集群任务分配技术的若干发展方向, 为提升无人机集群任务分配的求解质量和求解速度提供新的研究思路和解决途径, 对于全面了解无人机集群任务分配技术具有重要参考意义。

随着无人机相关技术的突破创新和快速发展, 无人机类型越来越多样化, 任务领域范围不断拓展, 已经逐步实现从安全空域下执行侦察监视等简单任务向对抗空域下突防打击等复杂作战任务的跨越式发展。与此同时, 网络化、信息化、体系化的战场环境呈现出高动态、强对抗、巨复杂等特点, 单架无人机有限的载荷能力很难独立执行大区域监视、多目标攻击等复杂任务, 因此无人机的作战样式正在朝着集群化和智能化方向发展, 无人机集群协同作战是未来无人机作战方式的重要发展趋势。

在无人机集群作战中, 低成本、大规模的异构无人机平台搭载不同的载荷, 通过自组织协同形成规模优势, 具有资源配置灵活、战场适应能力强等特点, 可满足巨复杂、高动态、强对抗的战场环境下大区域协同侦察监视、协同多目标饱和攻击等任务需求, 达到集群对抗的效果, 提高无人机集群的作战效能。

无人机集群作战带来的巨大规模优势和作战效能引起了以美国为代表的世界各军事强国对无人机集群作战技术的热切关注, 其中无人机集群任务分配技术作为无人机集群作战的关键技术之一, 是实现无人机集群化和智能化的重要技术支撑, 已成为国防工业部门和各科研机构、研究学者的研究热点。