[发明专利]一种无人机集群多任务动态分配方法及系统

说明书

本发明涉及一种无人机集群多任务动态分配方法及系统，利用两层联盟的设计方法，首先以地面站为决策主体进行任务初始分配，然后以无人机为决策主体进行任务重分配，先获取并执行地面站任务分配结果，在发现任务变化或者本无人机所在联盟发生变化时，判断当前任务是否能带来最大收益，若不能带来最大收益了，那么寻找并加入最大的收益对应的联盟，同时每次转换任务便增加一次更新次数，结合每架无人机的更新次数判断对应的局部信息的准确性，从而能够充分考虑无人机在执行任务过程中的各种突发情况，有效解决了现有技术中无法考虑突发情况的问题。

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，特别是涉及一种基于双层联盟的无人机集群多任务动态分配方法及系统。

背景技术

随着科技的不断发展，无人机(Unmanned Aerial Vehicle，UAV)因其具备体积小、生存能力强等优点，广泛应用于各种领域之中，如环境检测、气象监测、场景救援、农药喷洒、地形测绘、监测攻击等。在许多复杂场景中，许多人力所无法完成的危险任务，可以运用无人机去完成。由美国海军研究局和乔治亚理工大学共同研究的“低成本无人机蜂群技术”(LOCUST)项目，该项目开发的多管发射装置可从地面发射数百个小型无人机，在指定区域可一起高效进行掩护、巡逻或地面攻击等任务。而美国国防部高级研究计划局(DARPA)于2016年开展的“进攻蜂群战术”(OFFSET)项目，则是设想在复杂且具有未知危险性的城市环境中，让多达250个小型作战单元协同进行搜索以及威胁清理等任务，同时实现人机协同作战，这些小型作战单元则是由无人机系统(UAS)和/或无人地面车(UGS)组成。这些项目也可以说明，像无人机群这样的多智能体系统可以在军事领域等方面发挥巨大的作用，也越来越受到各个国家的重视。而多智能体系统的任务分配问题则是当前多智能体研究领域的一个重要问题。

目前国内外对无人机任务分配技术已进行了多方面的探索与研究，不少研究成果在静态环境下也能较好地达到目标。然而随着无人机数量的增多，现有方案效率低、收敛速度慢，且较少考虑不同任务目标的不确定性和随时可能出现的突发情况。

因此，本领域亟需一种适用于环境与任务动态变换情况下的任务重分配效率高的技术方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种无人机集群多任务动态分配方法及系统，利用两层联盟的设计方法，首先以地面站为决策主体进行任务初始分配，然后以无人机为决策主体进行任务重分配，从而能够充分考虑无人机在执行任务过程中的各种突发情况，有效解决了现有技术中无法考虑突发情况的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种无人机集群多任务动态分配方法，所述方法包括：

获取地面站任务分配结果，并根据所述地面站任务分配结果向相应的任务区域飞行；所述地面站任务分配结果由地面站根据初始任务信息进行分配得到；所述地面站任务分配结果为将无人机集群分成若干个联盟，每个联盟执行一个任务；

当侦测到任务变化或者本无人机所在联盟发生变化时，判断当前任务是否能带来最大收益；

若当前任务能带来最大收益，则继续根据所述地面站任务分配结果向相应的任务区域飞行；

若当前任务不能带来最大收益，则根据无人机收益公式在所述地面站任务分配结果中寻找收益最大的任务，加入所述收益最大的任务对应的联盟，同时更新局部信息，并增加一次更新次数，生成一个随机时间戳；所述局部信息指本无人机能够进行信息交互的所有无人机的任务分配结果；

向周围无人机广播交互信息，并接收周围无人机的交互信息；所述交互信息包括：更新次数、随机时间戳和局部信息；

对比所有接收到的周围无人机的交互信息，选取更新次数最大的交互信息；