一种基于小型无人机的协作资源再分配方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于小型无人机的协作资源再分配方法及系统，包括：步骤M1：由多个UAV‑R组成的UAV‑WRP为停靠的UAV‑RT进行初次无线资源分配；步骤M2：初次无线资源分配结束后，UAV‑RT脱离UAV‑WRP前去执行任务；步骤M3：当UAV‑RT携带资源即将耗尽时，飞回并重新停靠在UAV‑WRP侧，UAV‑WRP采用一定的资源分配策略对停靠的UAV‑RT进行协作资源再分配；步骤M4：当UAV‑WRP的剩余资源总量低于预设值时，拆分出多个UAV‑R去资源站补充无线资源，重新飞回组成UAV‑WRP；本发明专利技术可以更加有效的进行无人机资源调度，促进小型无人机之间相互协作，共同完成大型复杂任务。

【技术实现步骤摘要】
一种基于小型无人机的协作资源再分配方法及系统
本专利技术涉及资源分配调度领域，具体地，涉及一种基于小型无人机的协作资源再分配方法及系统，更为具体地，涉及小型无人机协作资源分配平台，以及无线协作资源再分配方法。
技术介绍
随着科技的发展，无人机技术正式朝着小型化方向发展，然而无人机小型化和任务执行能力的提高是一对显著的矛盾。通过小型无人机之间的资源协作，可以有效地解决这一矛盾。为此，本专利技术将研究重点集中在基于小型无人机的无线资源协作与优化理论方面。为了便于理解本专利技术的研究内容，我们先给出几种可能的基于磁性联结的无人机组合示意图。图1所示为以六旋翼无人机为例的四种组合形状：(a)线形，可适用于丛林、室内等任务执行环境空间受限的场景；(b)和(c)分别是面状和环形,可适用于任务执行环境空间不受限的场景；(d)任意形状，可以根据任务需要进行自由组合，甚至进行拟态，以满足特殊场景下的特殊需要。在组合状态下，我们假设无人机的各种无线资源，包括电池电量资源、计算资源、缓存资源等，可以在一定的约束条件下相互协作。不失去一般性，我们在图2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于小型无人机的协作资源再分配方法，其特征在于，包括：/n步骤M1：由多个UAV-R组成的UAV-WRP为停靠的UAV-RT进行初次无线资源分配；/n步骤M2：初次无线资源分配结束后，UAV-RT脱离UAV-WRP前去执行任务；/n步骤M3：当UAV-RT携带资源即将耗尽时，飞回并重新停靠在UAV-WRP侧，UAV-WRP采用一定的资源分配策略对停靠的UAV-RT进行协作资源再分配；/n步骤M4：当UAV-WRP的剩余资源总量低于预设值时，拆分出多个UAV-R去资源站补充无线资源，重新飞回组成UAV-WRP；/n所述UAV-R表示携带无线资源的无人机；/n所述UAV-WRP表示无人机无...

【技术特征摘要】
1.一种基于小型无人机的协作资源再分配方法，其特征在于，包括：
步骤M1：由多个UAV-R组成的UAV-WRP为停靠的UAV-RT进行初次无线资源分配；
步骤M2：初次无线资源分配结束后，UAV-RT脱离UAV-WRP前去执行任务；
步骤M3：当UAV-RT携带资源即将耗尽时，飞回并重新停靠在UAV-WRP侧，UAV-WRP采用一定的资源分配策略对停靠的UAV-RT进行协作资源再分配；
步骤M4：当UAV-WRP的剩余资源总量低于预设值时，拆分出多个UAV-R去资源站补充无线资源，重新飞回组成UAV-WRP；
所述UAV-R表示携带无线资源的无人机；
所述UAV-WRP表示无人机无线资源池；
所述UAV-RT既携带无线资源又需要执行任务的无人机。


2.根据权利要求1所述的基于小型无人机的协作资源再分配方法，其特征在于，所述步骤M1包括：由多个UAV-R通过磁性连接组成的UAV-WRP；
所述无线资源包括计算资源、存储资源、通信资源和/或能量资源。


3.根据权利要求1所述的基于小型无人机的协作资源再分配方法，其特征在于，所述步骤M3中资源分配策略包括：无任务优先级的无线资源再分配和有任务优先级的无线资源再分配；
所述无任务优先级的无线资源再分配包括基于先到先得的无线资源再分配策略和基于同步反向拍卖的无线资源再分配策略；
所述有任务优先级的无线资源再分配包括考虑任务优先级的异步无线资源再分配策略、考虑任务优先级的同步无线资源再分配策略和考虑任务优先级的同步反向拍卖无线资源再分配策略。


4.根据权利要求3所述的基于小型无人机的协作资源再分配方法，其特征在于，所述基于先到先得的无线资源再分配策略包括根据UAV-RT停靠的先后顺序分配无线资源，且资源分配的过程不会中断；
所述基于同步反向拍卖的无线资源再分配策略包括基于固定的资源分配时间，根据固定的资源分配时间前到达UAV-RT的包括资源需求量、资源消耗速度和待完成任务总量参数，优化任务整体消耗资源为任务完成的总效能，通过统一的同步反向拍卖决定资源分配。


5.根据权利要求3所述的基于小型无人机的协作资源再分配方法，其特征在于，所述考虑任务优先级的异步无线资源再分配策略包括在UAV-RT到达时间分散的情况下，按照到达的先后顺序分配无线资源；而在UAV-RT到达时间集中，且资源总量相对有限的情况下，任务优先级高的UAV-RT会打断优先级低的UAV-RT的资源分配过程；
所述考虑任务优先级的同步无线资源再分配策略包括基于固定的资源分配周期，UAV-WRP会优先将资源分配给周期内任务优先级高的UAV-RT，若优先级相同，则考虑优先分配资源需求量高的UAV-RT或资源消耗慢的UAV-RT；
所述考虑任务优先级的同步反向拍卖无线资源再分配策略包括基于固定的资源分配周期，根据固定的资源分配时间前到达UAV-RT的包括任务优先级、资源需求量、资源消耗速度和待完成任务总量参数，优化任务整体消耗资源为任务完成的总效能，通过统一的同步反向拍卖决定资源分配。

【专利技术属性】
技术研发人员：熊箭，谢昊男，俞晖，顾超予，周游，朱申洋，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31