[发明专利]一种多Agent无冲突的合作型任务分配方法

说明书

本发明实施例提供了一种多agent无冲突的合作型任务分配方法，方法包括：对多agent网络进行任务建模；对于场景的位置，使用栅格进行资源建模；规划agent与各个任务之间的路径，得到各位置点间的最优路径；根据移动路径计算agent与各个任务间的时间消耗；对于所诉场景中智能体协同执行的任务，将这类任务分解为多个简单任务；在编码过程中，修复不合理编码，确定各种编码的合理性；使用智能进化算法分析任务分配问题，得到当前步骤的最优解；分析最优解中的路径资源冲突，检测并避免资源冲突；通过整个算法流程，完成多agent系统无冲突的合作型任务分配。利用本发明实施例，提高了复杂的任务分配场景中任务分配执行的效率，并避免了共享资源冲突。

技术领域

本发明涉及多Agent任务分配领域，更具体地说，涉及一种避免共享资源冲突的多Agent合作型任务分配方法。

背景技术

合作型任务分配是指一组agent合作解决一项任务，即agent为达到共同的目标而合作协同。对于不能由单一的agent完成的任务，由agent协作可以增加agent的效率并允许执行更加复杂的任务。agent协作的优点有以下几个：对于一个agent来说，独立完成某些复杂任务是不可能的，因为单agent的空间受限。使用多个简单的agent比使用一个复杂的agent可能更加便宜、简单。多agent系统比单agent系统更加灵活，容错性更强。

现阶段研究实验过程中，为了使得多agent能够协同的完成任务，在构建多agent以及任务的模型中，只考虑到了任务执行过程中的时间因素，即多agent完成任务时间或者行驶路程是唯一标准。但是在实际应用中，系统除了要考虑多agent完成任务所需的时间代价、路程代价之外，往往在任务完成过程中的路径冲突避免也显得尤为重要，即保证agent在任务执行过程中进行无冲突的移动。

然而，冲突避免与时耗代价通常是多agent在执行任务过程中的两个不可比而又相互冲突的方面，即很难同时兼顾时间消耗最小，且避免冲突，也即在多agent完成某一任务过程中，为了使花费的时间代价比较少，都会选择最优路径，但是这种情况下不可避免的会造成agent之间的冲突。因此，为了更全面、更系统化的讨论多agent系统中的任务分配问题，有必要建立一种多agent完成任务过程中能够有效避免共享资源冲突的机制(比如将无冲突作为效用函数的约束条件)，从而增加一个基于该机制的条件约束，实现提高任务分配结果的科学性与合理性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种共享资源无冲突的多agent任务分配方法，该方法在agent完成任务过程中能够有效体现时间消耗评价机制，使得在快速得到最优任务分配方案集的同时，能够大大降低共享资源冲突概率，提高任务的完成效率；同时，本发明在任务分配问题中同时兼顾到agent在完成任务过程中所获得的时间效用以及资源冲突约束，可更全面、更系统化的解决多agent系统中的任务分配问题，实现提高任务分配结果的科学性与合理性。

为了达到上述目的，本发明通过提出一种共享资源无冲突的多agent任务分配方法予以实现，其特征在于：采用栅格坐标对任务环境进行建模，将任务坐标、agent坐标、障碍物坐标用坐标轴坐标表示；并通过采用多图的概念将路径冲突避免转换为多条边之间的抉择问题；进而实现了多agent无冲突的任务分配；其中时间消耗是评价agent在完成任务过程中的效用函数指标，冲突避免是agent在完成任务过程中的冲突次数指标。