无人机和有人机混合编队内的在线信息分发方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种无人机和有人机混合编队内的在线信息分发方法和装置。该方法当在线信息分发条件被触发后，获取分发信息、通信网络拓扑的状态、优化子问题参数；基于分发信息、通信网络拓扑的状态、优化子问题参数，通过预先建立的优化子问题模型，获得在线信息分发方案；执行在线信息分发方案，实现分发信息的在线分发。本发明专利技术当在线信息分发条件被触发后，获取分发信息、通信网络拓扑的状态、优化子问题参数；基于分发信息、通信网络拓扑的状态、优化子问题参数，通过预先建立的优化子问题模型，获得在线信息分发方案；执行在线信息分发方案，实现分发信息的在线分发，实现动态情形下的在线信息分发，即仅对当前局部优化问题求解最优解，避免了现有技术中分发方案与应对环境和信息需求的变化不匹配的问题。

Online information distribution method and device in unmanned aircraft and man machine mixed formation

The invention relates to an unmanned aerial vehicle and an on-line information distribution method and device in a man-machine mixing formation. When the method of online information distribution condition is triggered, get distribution information, the communication network topology, optimization parameter; distribution of information, the communication network topology, parameters optimization sub problems based on the model of pre established optimization sub problem, obtain the distribution scheme in line information; implementation of online information distribution scheme, implementation Online distribution of information distribution. When the online information distribution condition is triggered, get distribution information, the communication network topology, optimization parameter; distribution of information, the communication network topology, parameters optimization sub problems based on the model of pre established optimization sub problem, obtain the distribution scheme in line information; implementation of online information distribution scheme, implementation distribute information online distribution, online information dynamic state distribution, which is only on the current local optimization for solving optimal solutions, avoids changes in response to environmental and information distribution scheme and demand mismatch problem.

【技术实现步骤摘要】
无人机和有人机混合编队内的在线信息分发方法和装置
本专利技术涉及无人机领域，尤其涉及一种无人机和有人机混合编队内的在线信息分发方法和装置。
技术介绍
无人-有人协同是一种由无人机与有人机组成的混合编队共同执行任务的途径和方法。通过借助无人机的低成本、作战持续时间长的特点以及有人机的模糊决策能力强和抗干扰能力突出等特点，可以有效地提高任务执行效果。在无人/有人协同执行任务过程中，各类信息在通信网络拓扑中的有效通讯关系到编队任务的执行效果。其中，通信网络拓扑为编队内所有可用的通信链路。目前，针对无人机编队的任务规划问题的研究主要集中在静态规划方面。然而，编队内部的通信网络拓扑往往呈现动态的变化特征、各飞行器之间的信息交互需求的产生和灭失也往往具有动态和随机的特点，现有的方法面对错综复杂的真实环境，编队效果不佳。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题为了作出针对实时环境和信息需求变化的无人机和有人机混合编队内的在线信息分发方案，本专利技术提供一种无人机和有人机混合编队内的在线信息分发方法，当在线信息分发条件被触发后，获取分发信息、通信网络拓扑的状态、优化子问题参数；基于分发信息、通信网络拓扑的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无人机和有人机混合编队内的在线信息分发方法，其特征在于，所述方法包括：101，当在线信息分发条件被触发后，获取分发信息、通信网络拓扑的状态、优化子问题参数；102，基于所述分发信息、所述通信网络拓扑的状态、所述优化子问题参数，通过预先建立的优化子问题模型，获得在线信息分发方案；103，执行所述在线信息分发方案，实现所述分发信息的在线分发。

【技术特征摘要】
1.一种无人机和有人机混合编队内的在线信息分发方法，其特征在于，所述方法包括：101，当在线信息分发条件被触发后，获取分发信息、通信网络拓扑的状态、优化子问题参数；102，基于所述分发信息、所述通信网络拓扑的状态、所述优化子问题参数，通过预先建立的优化子问题模型，获得在线信息分发方案；103，执行所述在线信息分发方案，实现所述分发信息的在线分发。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在线信息分发条件每隔预设时间段被触发一次；或者，若预先设定一件或多件触发事件，则当确定预先设定的任一触发事件发生时，在线信息分发条件被触发。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述触发事件为通信链路拥堵，或者，所述触发事件为通信链路中断。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述优化子问题参数包括：当前时刻u对应的滚动窗的时间起点Geu，u对应的滚动窗的时间终点Glu，所述分发信息k最早到达信息宿ENk的时间ek，所述k最迟到达ENk的时间lk，所述k从信息源BNk开始分发时刻BTk，所述k实际到达ENk的时刻ETk，所述通信网络拓扑中可接受的最大时延DW，所述k需要的带宽TWk；所述ENk为接收所述k的无人或者有人机，所述BNk为提供所述k的无人或者有人机。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，执行步骤102之前，还包括：200，建立优化子问题模型；所述优化子问题模型如下：目标函数：约束条件：(ek+lk)/2≥Geu,k∈T；(ek+lk)/2≤Glu,k∈T；ETk≤lk,k∈T；ETk≥ek,k∈T；ETk-BTk≤DW,k∈T；1其中，ctijk为k从i传递到j发生的传输时延，ftijk为k从i传递到j发生的传播时延，zij为i到j的有向边<i，j>的通信链路的状态，i、j、m均为通信网络拓扑所对应的有向图中的节点，V为通信网络拓扑所对应的有向图中节点的集合，T为分发信息的集合，BWm为m能提供的最大数据量，NWij为<i，j>能承受的最大带宽，xijk、xmjk、为决策变量。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，执行步骤200之后，还包括：步骤300，求解所述建立优化子问题模型；所述步骤300具体包括：300-1，令t＝1,Counter＝1；300-2，生成初始解，组成初始种群Pop(t)；300-3，计算Pop(t)中各个染色体的目标函数值PopCost(t)；300-4，计算各个染色体的适应度函数值PopFitness(t)，所述PopFitness(t)＝M-PopCost(t)，其中，M为极大自然数；300-5，采用锦标赛法对PopCost(t)进行选择算子操作，得到SelectPop(t)；300-6，随机在SelectPop(t)中选取2个第一染色体，并基于所述第一染色体随机选取2个交叉点，交换两点之间所有任务序列，得到第一新种群CrossPop(t)；300-7，随机在CrossPop(t)中选取1个第二染色体，随机选取所述第二染色体中2个变异位，并交换任务队列，得到第二新种群MutaPop(t)；300-8，对各个染色体进行可行性校验，并以预设概率对未通过可行性校验的染色体进行变异，对于变异后仍然无法通过可行性校验的染色体添加惩罚值PUNISH；300-9，记录当前最优解；300-10，从MutaPop(t)中选取预设数量UPDATEP×POPSIZE个染色体，同时，从Pop(t)中选取(1-UPDATEP)×POPSIZE个染色体，组成下一代种群Pop(t+1)，所述POPSIZE为所述初始解的个数；300-11，令t＝t+1,Counter＝Counter+1；300-12，若Counter≤预设最大值，则返回步骤300-3，否则执行步骤300-13；300-13，输出Pop(t)中的最优染色体。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤300-2中生成初始解具体包括：300-2-1，令计数器q＝1；300-2-2，若q与所述POPSIZE相同，则执行步骤300-2-12，若q与所述POPSIZE不相同，则执行步骤300-2-3；300-2-3，根据T生成染色体列表Chromq，所述Chromq包括基因的标志位参数TaskFlag，转发节点参数和转发时间参数；300-2-4，将所述通信网络拓扑中各节点的TaskFlag设置为1；300-2-5，读取T中各个信息的宿节点Taskr；300-2-6，为每个待发信息随机生成信息源Task1，其中，Task1≠Taskr；300-2-7，随机生成r-2个中间转发节点，各中间转发节点、Task1和Taskr之间不重复，r为所述通信网络拓扑中的节点总数量；300-2-8，将非中间转发节点的TaskFlag设置为-1；300-2-9，读取T中各个信息的时间窗，在时间窗中随机生成一个时间Time；300-2-10，基于所述Time计算各个中间转发节点的转发时间；300-2-11，记录当前Chromq，q＝q+1，返回步骤300-2-2；300-2-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：马华伟，郝明治，罗贺，陶蕾，胡笑旋，靳鹏，夏维，朱默宁，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34