基于多无人机任务调配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种基于多无人机任务调配方法，包括：S2，每个无人机分别采集其与中央处理器的当前传输状态xi(k)和上一时刻的传输状态在某一区域的无人机时，σ

【技术实现步骤摘要】
基于多无人机任务调配方法


[0001]本专利技术涉及本专利技术属于无人机编队控制
，涉及一种基于多无人机任务调配方法。

技术介绍

[0002]近年来由于环境的复杂性和任务的多重性，单架无人机已经无法满足对地攻击与救援的需要，针对单架无人机的上述缺点，近些年国外提出了多无人机编队执行任务的概念并取得了一定的研究成果。编队飞行控制方法包括：队形设计，气动耦合、队形动态调整、航迹协调规划、移动自组织网络以及编队飞行控制方法等，而在多无人机的编队控制中，还涉及到无人机编队通信协议、协同搜索策略、动态任务分配方法等研究领域，这些设计的优劣直接影响多无人机任务执行的效果，另外，在多无人机任务分配过程中，现有技术并没有考虑任务的分配合理性和通信的安全性和同步问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的在于提供一种基于多无人机任务调配方法，解决了现有技术中多无人机任务调配存在的安全漏洞和安全隐患。
[0004]本申请的提出了一种基于多无人机任务调配方法方法，包括以下步骤：
[0005]S1，将任务区域划分为多个子区域，每个无人机对子区域内执行拍摄任务，每个无人机分别采集其与中央处理器的当前传输状态xi(k)和上一时刻的传输状态在时，σ
i
|x
i
(k)|是属于(0，1)的阈值参数；则判定各区域无人机并没有出现网络问题，各区域无人机对各自区域的环境进行实时拍摄；
[0006]S2，每个无人机分别采集其与中央处理器的当前传输状态xi(k)和上一时刻的传输状态在某一区域的无人机时，σ
i
|x
i
(k)|是属于(0，1)的阈值参数，则判定此区域无人机拍摄出现网络延时，并将此区域无人设置为联盟长机，联盟长机在kt+1时刻重新调配多个无人机拍摄此区域；联盟长机与多无人机通过量子通信方式进行通信，其中，触发时间kt+1为：
[0007]k
t+1
＝inf
k
{(k＞k
t
|[x(k)
‑
x(k
t
)]T
w[x(k)
‑
x(k
t
)]＞σx
T
(k
t
)Wx(k
t
))}：
[0008]其中，x(kt)为触发时刻kt处联盟长机的最新传输状态，x(k)为当前采样时刻联盟长机的状态；σ是属于(0，1)的阈值参数；
[0009]S3，在预设时刻当前区域无人机并未与中央控制器重新连接时，则判定网络中断，将整个视频监控区域进行重新划分，并重新分配无人机拍摄任务。
[0010]优选地，所述联盟长机在kt+1时刻重新调配多个无人机拍摄此区域包括：步骤2.1：联盟长机对该任务区域i展开搜索，当任务区域i的第一个无人机发现目标后，获得目标的位置信息和资源信息，第一个无人机重新成为联盟长机；长机将目标的位置信息和资源信息发送给本任务区域内的其他无人机；
[0011]步骤2.2，正在执行搜索任务的空闲无人机将自身最早到达时间和总飞行航程返回给长机；
[0012]步骤2.3，长机根据返回的信息组建联盟，并将本领域内联盟到达时间发送给联盟成员；联盟长机基于多个搜索子任务以及执行任务的各无人机，获取任务分群优化函数；
[0013]步骤2.4，基于任务分群优化函数，将检测子任务分为设定数量的子任务群；
[0014]步骤2.5，，基于获取的各无人机参数，规划各子任务群对应的无人机航迹，并将所述各子任务群分配给对应的无人机。
[0015]优选地，步骤2.4，基于任务分群优化函数，将检测子任务分为设定数量的子任务群，包括：任务分群优化函数为：J
A
＝ω1λ+ω2η，ω1、ω2分别为任务群分布指标、任务总飞行航程指标的权重。
[0016]优选地，任务群分配指标：
[0017]其中，A
i
代表设定数量的子任务群中第i个子任务群，S代表子任务群的数量，代表A
i
的聚类中心，T代表搜索子任务，代表搜索子任务T与Ai的聚类中心的欧式距离。
[0018]优选地，任务总飞行航程指标：
[0019][0020]L(Project
i
)表示无人机Vi执行任务分配计划所需的航程，MaxL(V
i
)表示无人机V
i
的最大飞行距离，显然L(Project
i
)≤MaxL(V
i
)，i＝1，2....Nv；Speed
i
为无人机Vi在任务执行过程中的飞行速度，设该值为以常量；T(Project
i
)为无人机Vi执行任务分配加护所需要的时间。
[0021]优选地，所述步骤S23包括：将整个视频监控区域进行栅格划分，每一栅格(i，j)被赋予变量W(i，j)来表示对该栅格的关注程度，空间中各个栅格的关注度可描述为：
[0022][0023]其中，A表示搜索环境中信息已知区域，B为搜索环境中信息未知但其关注度一般的区域，C表示搜索环境中信息未知但其关注度较高的区域；Fg(i，j，t)∈[0，1]表示t时刻栅格(i，j)内的目标分布的不确定度；Fg(i，j，t)＝1表示t时刻对栅格内目标分布完全未知，该区域被探测到则不确定度变为0。
[0024]优选地，若区域没被探测到，则该区域的关注度适量的增加，可引导以更高的概率对重点区域和未搜索区域进行搜索；其关注度的增加可描述为：P(i，j，t+1)＝P(i，j，t)+w
·
W(i，j)；其中w非负常数；
[0025]优选地，视频监控区域搜索覆盖率的回报函数定义为：SF＝∑I∑J∑TFg(i，j，t)
·
P(i，j，t)。
[0026]本专利技术通过无人机与无人机直接通过量子通信方式进行通信，保证了通信的安全行，另外，在执行任务时，每个无人机分别采集其与中央处理器的当前传输状态xi(k)和上
一时刻的传输状态在某一区域的无人机时，则判定此区域无人机执行任务时，出现网络延时，说明此时无人机执行任务可能出现干扰，需要对重点区域进行监控，对此重点区域重新调配无人机，进行重点监测，进而可以发现此处可能出现的入侵者，而在通信进行中断之后，无人机失去了控制器的控制，无人机重新构建无人机群，对整个监控区域的拍摄任务进行了重新分配，从而可以进一步提高监控的力度，进而排除此处的入侵者或者安全隐患。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0028]图1为本专利技术基于多无人机任务调配方法的流程图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多无人机任务调配方法方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，将任务区域划分为多个子区域，每个无人机对子区域内执行拍摄任务，每个无人机分别采集其与中央处理器的当前传输状态xi(k)和上一时刻的传输状态在时，σ
i
x
i
(k)是属于(0，1)的阈值参数；则判定各区域无人机并没有出现网络问题，各区域无人机对各自区域的环境进行实时拍摄；S2，每个无人机分别采集其与中央处理器的当前传输状态xi(k)和上一时刻的传输状态在某一区域的无人机时，σ
i
x
i
(k)是属于(0，1)的阈值参数，则判定此区域无人机拍摄出现网络延时，并将此区域无人设置为联盟长机，联盟长机在kt+1时刻重新调配多个无人机拍摄此区域；联盟长机与多无人机通过量子通信方式进行通信，其中，触发时间kt+1为：k
t+1
＝inf
k
{(k＞k
t
|[x(k)
‑
x(k
t
)]
T
W[x(k)
‑
x(k
t
)]＞σx
T
(k
t
)Wx(k
t
))}；其中，x(kt)为触发时刻kt处联盟长机的最新传输状态，x(k)为当前采样时刻联盟长机的状态；σ是属于(0，1)的阈值参数；S3，在预设时刻当前区域无人机并未与中央控制器重新连接时，则判定网络中断，将整个视频监控区域进行重新划分，并重新分配无人机拍摄任务。2.如权利要求1所述的基于多无人机任务调配方法方法，其特征在于，所述联盟长机在kt+1时刻重新调配多个无人机拍摄此区域包括：步骤2.1：联盟长机对该任务区域i展开搜索，当任务区域i的第一个无人机发现目标后，获得目标的位置信息和资源信息，第一个无人机重新成为联盟长机；长机将目标的位置信息和资源信息发送给本任务区域内的其他无人机；步骤2.2，正在执行搜索任务的空闲无人机将自身最早到达时间和总飞行航程返回给长机；步骤2.3，长机根据返回的信息组建联盟，并将本领域内联盟到达时间发送给联盟成员；联盟长机基于多个搜索子任务以及执行任务的各无人机，获取任务分群优化函数；步骤2.4，基于任务分群优化函数，将检测子任务分为设定数量的子任务群；步骤2.5，，基于获取的各无人机参数，规划各子任务群对应的无人机航迹，并将所述各子任务群...

【专利技术属性】
技术研发人员：茅丽华，
申请(专利权)人：茅丽华，
类型：发明
国别省市：