[发明专利]一种多Agent无冲突的合作型任务分配方法

权利要求书

1.一种应用于多agent协同场景无冲突的任务分配方法，其特征在于：对环境资源进行建模，将环境中的agent、任务位置点使用栅格表示；对任务进行建模，通过使用多图模型，得到多选择的任务分配模型；采用所建立的资源模型进行路径规划并计算任务执行过程中时间消耗、资源冲突：

步骤(1)，建立资源模型，将环境资源使用栅格表示，并将agent位置以及任务位置映射到栅格点上：

A＝{a_xy|a_xy∈{0,1},x∈{1,L^x},y∈{1,L^y}}：表示栅格环境，L_x表示横坐标方向栅格点的数量，L_y表示纵坐标方向栅格点的数量；

S_R＝{s_r1,s_r2,...,s_ri...,s_rn}：表示agent位置集，其中，S_ri表示agent集中的r_i初始位置；

S_T＝{s_t1,s_t2,...,s_tj...,s_tm}：表示任务位置集，其中，S_tj表示任务t_j初始位置；

步骤(2)，建立任务模型，结合多图模型构建多选择的任务模型，并将agent以及任务映射到顶点集，将任务分配方案映射到边集：

G＝{R,T,E}：表示无向、无标识的多重图；

R＝{r₁,r₂,...r_i,...,r_n}：表示机器人顶点集，其中，r_i表示第i个agent；

T＝{t₁,t₂,...,t_j,...,t_m}：表示任务顶点集，其中，t_j表示任务；

E＝{e_ijk|i∈{1,n},j∈{1,m},k∈{1,p}}：表示边集，e_ijk表示为第i个agent到任务t_j的第k条路径；

步骤(3)，结合agent与任务之间的路径，以及任务分配方案，建立目标优化效用函数，得到任务分配的多选择优化模型；任务分配的效用函数以时间消耗作为评估指标，具体表示为其中n表示agent个数，m表示任务个数，p表示多选择的路径个数，其中，c_ijk表示agent r_i通过e_ijk边执行任务t_j的时间；x_ijk表示一种任务分配方案，具体为：若任务t_j分配给r_i agent执行，且r_i选择与t_j之间的第k条路径执行该任务，则x_ijk＝1；

步骤(4)，根据任务类型和agent的个数设定任务分配模型的约束条件：

1)h_xy＜＝1,x∈{1,L^x},y∈{1,L^y}：表示任意时刻任意坐标的agent数目小于2，否则产生路径资源冲突，h_xy表示栅格点(x,y)处的agent数量；

2)表示每个任务都需要执行，且仅执行一次，其中n表示agent个数，m表示任务个数，p表示多选择的路径个数，q_j表示执行任务t_j所需的机器人数量；

3)表示每一个agent在任意时刻最多执行一个任务；

4)表示对于t_j任务，只有当该任务需要的所有agent到达该任务栅格点时，该任务才开始执行；

步骤(5)，利用智能进化算法对任务分配方案进行更新，并进行资源冲突检测以及冲突避免，优化出每一步骤的最优解。