第３４卷第１０期一一一一一
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一一一一Ｖｏｌ．３４?．１０
２０１３年１０月一一一一一一一一一一一ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨａｒｂｉｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ一一一一一一一一一一Ｏｃｔ．２０１３ＤＡＭ?ＢＢＯＰＳＯ算法的Ｍｕｌｔｉ?ＵＡＶ集群攻击任务规划
李杰，孙尧，莫宏伟
（哈尔滨工程大学自动化学院，黑龙江哈尔滨１５０００１）
摘一要：现代防御技术的迅速发展使得无人驾驶飞行器的攻击效果大大下降，无人驾驶飞行器自主编队集群攻击技术已经成为未来战场的关键技术之一，多无人机之间的任务规划算法是保证无人机顺利二高效完成任务的关键．将无人机集群攻击任务规划问题看成是多约束的任务分配过程，建立任务规划模型，结合分布式拍卖机制和生物地理算法对粒子群优化算法的粒子初始化和寻优过程进行改进．根据实际约束条件生成初始粒子，保证了粒子的多样性；在算法优化过程中，利用生物地理算法与粒子群算法对粒子运动进行动态的控制，使得算法具有更好的适应性与稳定性．仿真结果表明运用分布式拍卖机制生物地理粒子群优化算法得到的方案不仅完全满无人机集群攻击任务的要求，而且比传统粒子群优化算法和生物地理粒子群优化算法具有更好的收敛性．
关键词：多无人机；生物地理算法；分布式拍卖机制；粒子群优化；任务规划
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６?７０４３．２０１３０５００４
网络出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／２３．１３９０．Ｕ．２０１３０９１７．２３１１．０１７．ｈｔｍｌ
中图分类号：Ｖ２７９一文献标志码：Ａ一文章编号：１００６?７０４３（２０１３）１０?１２４２?０７
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｃｌｕｓｔｅｒａｔｔａｃｋｍｉｓｓｉｏｎｐｌａｎｎｉｎｇｏｆＭｕｌｔｉ?ＵＡＶｂａｓｅｄｏｎＤＡＭ?ＢＢＯＰＳＯａｌｇｏｒｉｔｈｍ
ＬＩＪｉｅ，ＳＵＮＹａｏ，ＭＯＨｏｎｇｗｅｉ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＨａｒｂｉｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５０００１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｍｏｄｅｒｎｄｅｆｅｎｓｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｌｏｗｅｒｓｔｈｅＵＡＶｓ＇ａｔｔａｃｋｉｎｇｅｆｆｅｃｔｇｒｅａｔｌｙ，ｔｈｅａｕ?ｔｏｎｏｍｏｕｓｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｃｌｕｓｔｅｒａｔｔａｃｋｔｅｃｈｎｉｑｕｅｏｆＭｕｌｔｉ?ＵＡＶｈａｓｂｅｃｏｍｅｏｎｅｏｆｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｉｎｆｕｔｕｒｅｂａｔ?ｔｌｅｆｉｅｌｄ，ａｎｄｔｈｅｍｉｓｓｉｏｎｐｌａｎｎｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍａｍｏｎｇＭｕｌｔｉ?ＵＡＶｉｓｔｈｅｋｅｙｔｏｔｈｅｓｍｏｏｔｈａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎｏｆａｔａｓｋ．ＢｙｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｃｌｕｓｔｅｒａｔｔａｃｋｍｉｓｓｉｏｎｐｌａｎｎｉｎｇｏｆＵＡＶｓａｓａｍｕｌｔｉ?ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄｔａｓｋａｌｌｏｃａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ，ａｍｉｓｓｉｏｎｐｌａｎｎｉｎｇｍｏｄｅｌｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ａｎｄｉｎｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄａｕｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｂｉｏｇｅｏｇｒａ?ｐｈｙ?ｂａｓｅｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ（ＢＢＯ），ｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｉｎｉｔｉａｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆＰＳＯａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅａｃｔｕａｌｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｉｎｉｔｉａｌｐａｒｔｉｃｌｅｓａｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ，ｔｏａｓｓｕｒｅｔｈｅｄｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆｐａｒｔｉｃｌｅｓ；ｉｎｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅＢＢＯａｌｇｏｒｉｔｈｍａｎｄｔｈｅＰＳＯａｌｇｏｒｉｔｈｍａｒｅｕｔｉｌｉｚｅｄｔｏｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｍｏｔｉｏｎｏｆｐａｒｔｉｃｌｅｓ，ｓｏａｓｔｏａｓｓｕｒｅｂｅｔｔｅｒａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ，ｔｈｅｐｒｏｇｒａｍａｔｔａｉｎｅｄｂｙａｐｐｌｙｉｎｇｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄａｕｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍＢＢＯＰＳＯａｌｇｏｒｉｔｈｍｍａｙｆｕｌｌｙｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅ?ｍｅｎｔｓｏｆＭｕｌｔｉ?ＵＡＶ＇ｓｃｌｕｓｔｅｒａｔｔａｃｋｍｉｓｓｉｏｎｓ，ａｎｄｓｈｏｗｂｅｔｔｅｒｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅｔｈａｎｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌＰＳＯａｎｄＢＢＯＰＳＯａｌｇｏ?ｒｉｔｈｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｕｌｔｉ?ＵＡＶ；ｂｉｏｇｅｏｇｒａｐｈｙ?ｂａｓｅｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄａｕｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍ；ｐａｒｔｉｃｌｅｓｗａｒｍｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ；ｍｉｓｓｉｏｎｐｌａｎｎｉｎｇ收稿日期：２０１３?０５?０２．网络出版时间：２０１３?９?１７２３：１１：４８．基金项目：国家自然科学基金资助项目（６１０７５１１３）；中央高校基本科研业务费重大专项资助项目（ＨＥＵＣＦＺ１０２９）；黑龙江省杰出青年科学基金资助项目（ＪＣ２０１２１２）．
作者简介：李杰（１９８１?），男，博士研究生；
孙尧（１９６３?），男，教授，博士生导师．
通信作者：李杰，Ｅ?ｍａｉｌ：ｌｉｊｉｅ＿３２６２２２０＠１６３．ｃｏｍ．一一无人驾驶飞行器（ｕｎｍａｎｎｅｄａｉｒｖｅｈｉｃｌｅ，ＵＡＶ）简称无人机，其具有独立的动力系统，能够自身智能控制或远程控制通过自身挂载的设备，执行多种任
务．尤其是现代军事理论和战争模式的发展和转变，
使得无人机在战场上扮演的角色越来越重要．无人
机的快速性二隐蔽性强二低成本二危险性小的特点已
经在实践中得到证明［１］．随着防御体系的发展单架ＵＡＶ在完成任务的过程中，由于其孤立性导致对周