[發明專利]針對任務分布不均的緊急場景的異構無人機任務分配方法

有效

• 申請號: 202110348644.X
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113095645B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 王丹力;鄭楠;馬鑫偉;章頌
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: G06Q10/0631
• 分類號: G06Q10/0631
• 代理公司: 北京市恒有知識產權代理事務所(普通合伙) 11576
• 代理人: 郭文浩;尹文會

1.一種針對任務分布不均的緊急場景的異構無人機任務分配方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟S10，統計當前區域的環境信息及待分配的任務信息；所述任務信息包括任務總數、坐標和類型；所述環境信息包括當前區域總面積；

步驟S20，基于任務總數、當前區域總面積，計算當前區域內任務之間的聚合閾值，并創建已訪問和待調整列表；創建列表后，將任務信息、聚合閾值及創建的列表封裝成令牌，發送給當前區域內的無人機群；

計算當前區域內任務之間的聚合閾值，其方法為：

其中，t_agg.表示聚合閾值，S表示當前區域的總面積，n表示任務總數，β表示和t_agg.之間的線性相關系數；

步驟S30，當無人機群中的任一無人機接收到令牌后，將接收令牌的無人機狀態標記為已訪問，采用LAL任務分配算法獲取其分配的任務，并按照預設的任務分配質量對應關系，獲取分配任務的質量；若所述質量為1，則結合當前分配的任務、所述聚合閾值進行任務聚合處理；否則將該分配的任務標記為待調整任務，跳轉至步驟S40；

采用LAL任務分配算法獲取其分配的任務，其方法為：

采用LAL任務分配算法計算當前無人機對每個任務的響應閾值：

θ_ij＝1-k_ij

其中，st_j表示任務j的激勵值，表示響應閾值，k_ij表示無人機j執行任務j的能力，d(i，g)表示無人機i和任務g之間的歐式距離，d(i，j)表示無人機i和任務j之間的歐式距離，Q(i，g)表示無人機i執行任務g的質量，Q(i，j)表示無人機i執行任務j的質量，J表示任務的集合，α表示預設的權重；

將響應閾值從大到小進行排序，排序后將響應閾值最大的未分配的任務分配給當前無人機；

結合當前分配的任務、所述聚合閾值進行任務聚合處理，其方法為：

S31，獲取與當前無人機任務列表的最后一個任務last?task距離最近且類型相同的未分配的任務，作為聚合任務；

S32，計算當前無人機任務列表的最后一個任務與聚合任務的距離是否小于所述聚合閾值，若小于，則判斷當前無人機的資源是否足夠執行所述聚合任務，若足夠，則將所述聚合任務分配給當前無人機，并將其標記為last?task，跳轉步驟S31，否則跳轉步驟S33；若大于，則將所述聚合任務標記為待調整任務，跳轉步驟S40；

S33，判斷無人機群是否還有狀態為未訪問的無人機，若有，則將令牌傳遞給狀態為未訪問的無人機；若沒有，則將還有資源接收新任務的無人機標記為未訪問，并將令牌傳遞給狀態為未訪問的無人機，直至所有的無人機狀態標記為已訪問；

步驟S40，獲取距離每個待調整任務最近且類型相同的已被分配的非待調整任務，并判斷執行該非待調整任務的無人機資源是否足夠，若足夠，則將對應的待調整任務分配給該無人機進行執行，并將令牌傳遞給存在待調整任務的下一無人機，直至所有存在待調整任務的無人機被訪問；否則，將令牌傳遞給存在待調整任務的下一無人機，直至所有存在待調整任務的無人機被訪問；

所述任務分配質量對應關系，為預設的無人機類型與分配的任務類型對應的質量映射關系。

2.根據權利要求1所述的針對任務分布不均的緊急場景的異構無人機任務分配方法，其特征在于，所述無人機的資源為時間資源。