1. 课程导入与全景认知

无人系统任务规划，指的是在给定平台能力、载荷配置、环境约束与任务目标的前提下，为无人平台生成一套可执行、可检验、可调整的行动方案。它回答的不是“平台能不能飞、能不能跑”，而是“在什么时间、沿什么路径、以什么姿态、对哪些目标、按什么顺序完成哪些动作，并在出现偏差时如何处置”。因此，任务规划的输出通常不是一条航线，而是一份包含任务分解、时序安排、资源分配、约束校验与应急分支的完整任务链。

理解任务规划，必须同时划清三条边界。第一条是与底层控制的边界：控制器负责让舵面、电机、推进器跟踪指令，任务规划负责决定指令序列从何而来。第二条是与感知/决策算法的边界：感知给出目标位置与置信度，规划据此决定是否进入、绕行或放弃，而不是替代感知做识别。第三条是与指挥控制的边界：任务规划生成的是可执行方案，指挥控制决定是否批准、何时下发、如何干预。边界不清，最容易出现“规划层替控制层背锅”或“算法输出直接当任务指令”的问题。

不同无人平台的任务规划差异，首先来自运动学与驻留能力。多旋翼无人机可悬停、可垂直起降，任务链中常出现“定点悬停—载荷开机—数据回传—转场”的循环；固定翼无人机不能悬停，任务链必须把转弯半径、航程与时间窗纳入约束；无人车受道路与障碍约束，任务链更强调路径拓扑与交通规则；无人船受水流、吃水与避碰规则影响，任务链需处理航速—能耗—到达时间的权衡；无人潜航器通信受限、定位困难，任务链往往采用“预编程+断点续传”的方式，把上浮通信作为独立任务节点。它们的共性在于：都要把任务目标分解为可执行节点，都要做约束校验，都要保留异常处置分支。

课程知识地图围绕“一条主线、四个层次”展开。主线是任务链从需求到复盘的完整闭环；四个层次分别是：任务建模层（把任务目标转成可计算的形式）、任务链设计层（节点、时序、约束、分支）、验证与部署层（仿真、接口、监控）、运行与迭代层（异常处置、数据回传、复盘优化）。后续章节会依次展开任务分解方法、时序约束建模、路径与航迹规划、载荷动作编排、通信与数据链约束、异常处置策略、仿真验证方法与实战项目。实战项目将围绕一个可复现的示例任务展开：以某型多旋翼无人机对三个地面目标执行“侦察—确认—回传”任务为背景，给出任务目标、平台参数、载荷参数、环境约束与预期输出，要求学员完成从任务分解到任务链生成、再到仿真校验的完整过程。

需要特别强调的是，任务规划的价值不在于“把任务排出来”，而在于“把不可执行的方案提前暴露出来”。一个合格的任务链，应当能在仿真阶段就发现时间窗冲突、航程不足、通信中断、载荷动作与平台姿态不匹配等问题，而不是等到实装运行才暴露。因此，本课程后续所有设计方法都会配套给出可检查的约束项与判断依据，帮助学员建立“设计—校验—修正”的工作习惯。