[发明专利]基于区块链的多无人机任务分配方法

说明书

本发明提供了一种基于区块链的多无人机任务分配方法，包括将无人机任务信息发布到区块链上，区块链同步无人机任务信息至各个无人机节点；当所述无人机节点接收到无人机任务信息后，构建优化目标函数并计算优化目标函数结果；在区块链获得了所有无人机节点的优化目标函数结果之后执行智能合约，即将所有无人机节点的优化目标函数结果作为竞价采用拍卖算法对多无人机任务分配问题进行求解，最终获得当前任务的分配结果。本发明使用了分布式的拍卖算法提高了任务分配的速率和稳定性，并且分布式拍卖算法的去中心化思想可以和区块链完美结合；本发明利用了区块链的不可删改性，极大地提高了拍卖算法过程中的安全性和抗干扰能力。

技术领域

本发明属于智能优化算法领域，具体涉及一种基于区块链的多无人机任务分配算法。

背景技术

随着在计算机技术、传感觉技术、通信技术、材料科学等领域取得的巨大进步，目前无人机，尤其是军用无人机已经能在多方面媲美有人驾驶飞机。在现代战争的背景下，无人机更是在危险区域搜索、长距离巡航等项目中有着普通飞机难以匹敌的优势，因此对于无人机技术的发展刻不容缓。

无人机作战方案往往由多架无人机共同完成。多无人机作战，不仅能发挥无人机本身的各种优点，在作战工程中还能迅速替换故障的无人机继续执行任务，大大提高作战效率和战术的容错率，因此多无人机协同作战研究，成为了无人机技术发展的方向。

在多无人机协同作战的研究中，无人机任务的分配作为作战的第一步具有重要的作用。目前的多无人机任务分配方法主要是将问题抽象为计算机能够计算的智能优化算法。相比于人工分配结果，智能优化算法计算得到的结果往往不仅效果更好，而且效率更高。所以使用智能优化算法在较短的时间得到合理的多任务分配结构具有较大的理论和实践意义。

国内外对于多无人机任务分配的方法包括基于直观或经验在可接受的代价下给出优化问题的解的方法，包括：遗传算法、蚁群算法、粒子群算法等，已经被广泛地运用于社会生活的各个领域。此类方法虽然应用广泛但仍然存在不小的问题，例如：对于大体量的优化问题，收敛速度不够理想，也难以获得较为合理的解。

发明内容

本发明的目的是解决以上多无人机任务分配方法收敛速度慢且难以获得更加合理解的问题，提供一种多无人机任务分配方法。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

提供一种基于区块链的多无人机任务分配方法，所述方法包括：

将一个或多个无人机任务信息发布到区块链上，所述区块链通过区块链共识算法同步所述无人机任务信息至所述区块链上的各个无人机节点；

当所述无人机节点接收到无人机任务信息后，根据无人机任务信息以及无人机自身信息构建优化目标函数并计算优化目标函数结果；

在区块链获得了所有无人机节点的优化目标函数结果之后执行智能合约，即将所有无人机节点的优化目标函数结果作为竞价采用拍卖算法对多无人机任务分配问题进行求解，最终获得当前任务的分配结果。

优选地，所述无人机任务信息包括任务数量n、任务T＝{T₁,T₂,…,T_n}以及每个任务j的位置(x_j,y_j)。所述无人机自身信息包括无人机位置信息。

在以上技术方案中，所述优化目标函数的表达式如下：

f＝P-d(U_i，T_j)

其中P为无人机执行的最大距离，d(U_i，T_j)表示当前无人机与当前任务之间的距离：

U_i表示无人机的编号，T_j为任务j。