[發(fā)明專利]基于區(qū)塊鏈的多無人機(jī)任務(wù)分配方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811570938.1
• 申請(qǐng)日: 2018-12-21
• 公開（公告）號(hào): CN109472520A
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張迎周;肖雁冰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/06
• 分類號(hào): G06Q10/06;G06Q40/04
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發(fā)明提供了一種基于區(qū)塊鏈的多無人機(jī)任務(wù)分配方法，包括將無人機(jī)任務(wù)信息發(fā)布到區(qū)塊鏈上，區(qū)塊鏈同步無人機(jī)任務(wù)信息至各個(gè)無人機(jī)節(jié)點(diǎn)；當(dāng)所述無人機(jī)節(jié)點(diǎn)接收到無人機(jī)任務(wù)信息后，構(gòu)建優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)并計(jì)算優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)結(jié)果；在區(qū)塊鏈獲得了所有無人機(jī)節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)結(jié)果之后執(zhí)行智能合約，即將所有無人機(jī)節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)結(jié)果作為競價(jià)采用拍賣算法對(duì)多無人機(jī)任務(wù)分配問題進(jìn)行求解，最終獲得當(dāng)前任務(wù)的分配結(jié)果。本發(fā)明使用了分布式的拍賣算法提高了任務(wù)分配的速率和穩(wěn)定性，并且分布式拍賣算法的去中心化思想可以和區(qū)塊鏈完美結(jié)合；本發(fā)明利用了區(qū)塊鏈的不可刪改性，極大地提高了拍賣算法過程中的安全性和抗干擾能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能優(yōu)化算法領(lǐng)域，具體涉及一種基于區(qū)塊鏈的多無人機(jī)任務(wù)分配算法。

背景技術(shù)

隨著在計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感覺技術(shù)、通信技術(shù)、材料科學(xué)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，目前無人機(jī)，尤其是軍用無人機(jī)已經(jīng)能在多方面媲美有人駕駛飛機(jī)。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭的背景下，無人機(jī)更是在危險(xiǎn)區(qū)域搜索、長距離巡航等項(xiàng)目中有著普通飛機(jī)難以匹敵的優(yōu)勢，因此對(duì)于無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展刻不容緩。

無人機(jī)作戰(zhàn)方案往往由多架無人機(jī)共同完成。多無人機(jī)作戰(zhàn)，不僅能發(fā)揮無人機(jī)本身的各種優(yōu)點(diǎn)，在作戰(zhàn)工程中還能迅速替換故障的無人機(jī)繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)，大大提高作戰(zhàn)效率和戰(zhàn)術(shù)的容錯(cuò)率，因此多無人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)研究，成為了無人機(jī)技術(shù)發(fā)展的方向。

在多無人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)的研究中，無人機(jī)任務(wù)的分配作為作戰(zhàn)的第一步具有重要的作用。目前的多無人機(jī)任務(wù)分配方法主要是將問題抽象為計(jì)算機(jī)能夠計(jì)算的智能優(yōu)化算法。相比于人工分配結(jié)果，智能優(yōu)化算法計(jì)算得到的結(jié)果往往不僅效果更好，而且效率更高。所以使用智能優(yōu)化算法在較短的時(shí)間得到合理的多任務(wù)分配結(jié)構(gòu)具有較大的理論和實(shí)踐意義。

國內(nèi)外對(duì)于多無人機(jī)任務(wù)分配的方法包括基于直觀或經(jīng)驗(yàn)在可接受的代價(jià)下給出優(yōu)化問題的解的方法，包括：遺傳算法、蟻群算法、粒子群算法等，已經(jīng)被廣泛地運(yùn)用于社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域。此類方法雖然應(yīng)用廣泛但仍然存在不小的問題，例如：對(duì)于大體量的優(yōu)化問題，收斂速度不夠理想，也難以獲得較為合理的解。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決以上多無人機(jī)任務(wù)分配方法收斂速度慢且難以獲得更加合理解的問題，提供一種多無人機(jī)任務(wù)分配方法。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

提供一種基于區(qū)塊鏈的多無人機(jī)任務(wù)分配方法，所述方法包括：

將一個(gè)或多個(gè)無人機(jī)任務(wù)信息發(fā)布到區(qū)塊鏈上，所述區(qū)塊鏈通過區(qū)塊鏈共識(shí)算法同步所述無人機(jī)任務(wù)信息至所述區(qū)塊鏈上的各個(gè)無人機(jī)節(jié)點(diǎn)；

當(dāng)所述無人機(jī)節(jié)點(diǎn)接收到無人機(jī)任務(wù)信息后，根據(jù)無人機(jī)任務(wù)信息以及無人機(jī)自身信息構(gòu)建優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)并計(jì)算優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)結(jié)果；

在區(qū)塊鏈獲得了所有無人機(jī)節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)結(jié)果之后執(zhí)行智能合約，即將所有無人機(jī)節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)結(jié)果作為競價(jià)采用拍賣算法對(duì)多無人機(jī)任務(wù)分配問題進(jìn)行求解，最終獲得當(dāng)前任務(wù)的分配結(jié)果。

優(yōu)選地，所述無人機(jī)任務(wù)信息包括任務(wù)數(shù)量n、任務(wù)T＝{T₁,T₂,…,T_n}以及每個(gè)任務(wù)j的位置(x_j,y_j)。所述無人機(jī)自身信息包括無人機(jī)位置信息。

在以上技術(shù)方案中，所述優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的表達(dá)式如下：

f＝P-d(U_i，T_j)

其中P為無人機(jī)執(zhí)行的最大距離，d(U_i，T_j)表示當(dāng)前無人機(jī)與當(dāng)前任務(wù)之間的距離：

U_i表示無人機(jī)的編號(hào)，T_j為任務(wù)j。