[发明专利]一种无人机集群空中区域侦察任务的分配方法

权利要求书

1.一种无人机集群空中区域侦察任务的分配方法,其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1、建立收益模型；

S2、初始化束集；

S3、根据收益模型进行初步任务分配；

S4、消解初步任务分配中的冲突分配，获得最终任务分配。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

在步骤S1中，所述收益模型用于描述无人机集群的侦察收益，包括建立侦察矩阵和确定收益指标，

所述侦察矩阵用于描述不同无人机对不同侦察区域的可完成性，表示为一个N_u行N_t列的二维矩阵，其中，N_u表示无人机的总个数，N_t表示侦察区域的总个数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述收益指标可以表示为

其中，x_ij表示无人机i对侦察区域j是否执行侦查，x_ij＝1表示无人机i对侦察区域j执行侦查，x_ij＝0表示无人机i不对侦察区域j执行侦查；

P_i表示无人机i侦察时的路径顺序，c_ij为收益函数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述束集包括：

任务束集，用以描述无人机的任务序列；

任务时序集，用以描述无人机的任务时序；

执行时间集，用以描述无人机的根据任务时序集前往侦察不同任务所用的时间；

赢家集，用以描述无人机对不同侦察区域是否出价成功；

赢家出价集，用以表示当前时刻各无人机对侦察区域竞拍时的最大出价值；

时间戳集，用以表示无人机i与其邻接无人机之间的最近一次信息交互时间。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

在步骤S3中，通过对目标的存在性添加概率约束，使得任务分配后的收益更准确。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

在步骤S3中，包含以下子步骤：

S31、获得无人机i对侦察区域j的边际收益；

S32、判断无人机i能否获得侦察区域j任务；

S33、确定侦察区域j在路径顺序P_i中的插入位置；

S34、更新无人机i的束集。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，

在步骤S31中，所述则边际收益c_ij(P_i)为：

其中，t_ij表示无人机i沿路径顺序P_i到侦察区域j的耗时；

λ为受耗时t_ij影响的收益因子参数，可根据实际需要进行设定；

Val_j为侦察区域j固有的价值系数，0＜Val_j＜1；

Z_ij表示侦察矩阵中无人机i对侦察区域j的可完成性。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，

在步骤S33中，将侦察区域j插入路径顺序中不同的位置，分别计算收益，取收益最大时的位置作为侦察区域j在路径顺序P_i中的插入位置，表示为：

其中，n_i,ji表示收益最大时将侦察区域j添加到路径顺序P_i的位置，表示路径顺序P_i中的元素位置。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，

在步骤S34中，重复步骤S31～S33，对每个无人机进行侦察区域分配及路径顺序确定，并更新束集中的任务束集、任务时序集、赢家集和赢家出价集，完成任务分配。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

在步骤S4中，包括以下子步骤：

S41、各无人机相互通讯，选择赢家出价集中最大出价值对应的无人机执行侦察区域j任务；

S42、重复步骤S41，完成所有冲突任务分配。