一种无人机多机协同任务分配控制系统及其方法技术方案

本申请涉及一种无人机多机协同任务分配控制系统，包括：任务信息接收解析模块，接收多个任务信息，对各个任务信息进行解析，得到各个任务对无人机的功能需求；无人机状态信息接收解析模块，接收各个无人机的状态信息，对各个无人机状态信息进行解析，计算各个无人机在各类型功能需求下的优势矩阵，以及判断各个无人机的可用功能是否能够满足各个功能需求；任务冲突判决匹配模块，将各个可用功能，根据优势矩阵，与相应的功能需求进行匹配；任务控制执行模块，控制各个无人机按照匹配的任务功能需求运行相应的可用功能协同执行任务。此外，涉及一种无人机多机协同任务分配控制方法，该方法可以上述无人机多机协同任务分配控制系统实施。统实施。统实施。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机多机协同任务分配控制系统及其方法


[0001]本申请属于非电变量的控制或调节系统设计
，具体涉及一种无人机多机协同任务分配控制系统及其方法。

技术介绍

[0002]实际中存在多个无人机编队协同执行任务的情形，各个无人机上搭载种类、数量、型号各异的机载设备，具有不同的功能及其性能，以各个机载设备间的协同配合完成任务。
[0003]当前，对于多个无人机编队协同执行任务的控制，为了避免各个任务抢占机上资源，造成混乱，多是按照任务的优先级逐个完成，该种技术方案，对机上资源利用率较低，导致任务的完成效率较低，且不能实现无人机功能的优势配置。
[0004]鉴于上述技术缺陷的存在提出本申请。
[0005]需注意的是，以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本专利技术的专利技术构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本申请的申请日已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

技术实现思路

[0006]本申请的目的是提供一种无人机多机协同任务分配控制系统及其方法，以克服或减轻已知存在的至少一方面的技术缺陷。
[0007]本申请的技术方案是：
[0008]一方面提供一种无人机多机协同任务分配控制系统，包括：
[0009]任务信息接收解析模块，接收多个任务信息，对各个任务信息进行解析，得到各个任务对无人机的功能需求；
[0010]无人机状态信息接收解析模块，接收各个无人机的状态信息，对各个无人机状态信息进行解析，计算各个无人机在各类型功能需求下的优势矩阵，以及判断各个无人机的可用功能是否能够满足各个功能需求；
[0011]任务冲突判决匹配模块，将各个可用功能，根据优势矩阵，与相应的功能需求进行匹配，匹配各个可用功能不能够满足全部功能需求时，优先将可用功能匹配给优先级别较高的任务的功能需求；
[0012]任务控制执行模块，控制各个无人机按照匹配的任务功能需求运行相应的可用功能协同执行任务。
[0013]根据本申请的至少一个实施例，上述的无人机多机协同任务分配控制系统中，还包括：
[0014]任务优先级别变更模块，将停滞时间超过设定时长任务的级别变更为最高优先级别。
[0015]根据本申请的至少一个实施例，上述的无人机多机协同任务分配控制系统中，所述无人机状态信息接收解析模块中，计算各个无人机在各类型功能需求下的优势矩阵，包
括计算各个无人机在有源探测、无源探测、打击、制导功能需求下的优势矩阵。
[0016]根据本申请的至少一个实施例，上述的无人机多机协同任务分配控制系统中，所述无人机状态信息接收解析模块中，计算各个无人机在有源探测功能需求下的优势矩阵，具体为：
[0017][0018][0019][0020]Tdet
ci
＝CR
i
/max{CR
i
}；
[0021][0022][0023][0024][0025][0026]C
Fi
＝[InB
i
+In(A
1i
+1)+In(A
2i
+1)]ε
1i
ε
2i
ε
3i
ε
4i
；
[0027]C
Tj
＝[InB
j
+In(A
1j
+1)+In(A
2j
+1)]ε
1j
ε
2j
ε
3j
ε
4j
；
[0028][0029][0030][0031][0032][0033][0034]其中，
[0035]T
det
为各个无人机在有源探测功能需求下的优势矩阵；
[0036]k1为无人机对各个目标的总探测态势优势矩阵的权重系数；
[0037]T'
det
为各个无人机对各个目标的总探测态势优势矩阵；
[0038]k2为各个无人机对目标的威胁优势矩阵的权重系数；
[0039]T
C
为各个无人机对目标的威胁效能矩阵；
[0040]k3为各个无人机受目标的威胁矩阵的权重系数；
[0041]为各个无人机受目标的威胁度矩阵；
[0042]k4为目标对各个无人机威胁的价值矩阵的权重系数；
[0043]T
val
为目标对各个无人机威胁的价值矩阵；
[0044]kd为目标对各个无人机威胁距离影响因子矩阵；
[0045]Tdet
c
为各个无人机对目标的探测能力优势态势矩阵；
[0046]Tdet
α
为各个无人机对目标的探测角态势优势矩阵；
[0047]w
α
为各个无人机对目标的探测角态势优势的影响因子；
[0048]Tdet
d
为各个无人机对目标的探测距离态势优势矩阵；
[0049]w
d
为各个无人机对目标的探测距离态势优势的影响因子；
[0050]kd
ij
为目标对各个无人机威胁距离影响因子矩阵中第i行第j列元素，表示第j个目标对第i个无人机威胁距离影响因子；
[0051]为第i个无人机对第j个目标的探测距离；
[0052]为第j个目标对各个无人机的威胁距离；
[0053]Tdet
ci
为各个无人机对目标的探测能力优势态势矩阵的第i行元素，表示第i个无人机对目标的探测能力优势态势；
[0054]CR
i
为第i个无人机对目标的探测能力；
[0055]为各个无人机对目标方位角的优势矩阵；
[0056]γ1为各个无人机对目标方位角的优势矩阵的影响因子；
[0057]Tdet
q
为目标进入各个无人机探测角度的优势矩阵；
[0058]γ2为目标进入各个无人机探测角度的优势矩阵的影响因子；
[0059]为各个无人机对目标方位角的优势矩阵第i行第j列元素，表示第i个无人机对第j个目标探测方位角的优势；
[0060]为第i个无人机对第j个目标方位角；
[0061]为第i个无人机最大探测角度；
[0062]Tdet
qij
为目标进入各个无人机探测角度的优势矩阵的第i行第j列元素，表示第j个目标进入第i个无人机探测角度的优势；
[0063]q
ij
为第j个目标进入第i个无人机的探测角度；
[0064]Tdet
dij
为各个无人机对目标的探测距离态势优势矩阵的第i行第j列元素，表示第i个无人机对第j个目标的探测距离态势优势；
[0065]为第i个无人机对第j个目标的探测距离；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机多机协同任务分配控制系统，其特征在于，包括：任务信息接收解析模块，接收多个任务信息，对各个任务信息进行解析，得到各个任务对无人机的功能需求；无人机状态信息接收解析模块，接收各个无人机的状态信息，对各个无人机状态信息进行解析，计算各个无人机在各类型功能需求下的优势矩阵，以及判断各个无人机的可用功能是否能够满足各个功能需求；任务冲突判决匹配模块，将各个可用功能，根据优势矩阵，与相应的功能需求进行匹配，匹配各个可用功能不能够满足全部功能需求时，优先将可用功能匹配给优先级别较高的任务的功能需求；任务控制执行模块，控制各个无人机按照匹配的任务功能需求运行相应的可用功能协同执行任务。2.根据权利要求1所述的无人机多机协同任务分配控制系统，其特征在于，还包括：任务优先级别变更模块，将停滞时间超过设定时长任务的级别变更为最高优先级别。3.根据权利要求1所述的无人机多机协同任务分配控制系统，其特征在于，所述无人机状态信息接收解析模块中，计算各个无人机在各类型功能需求下的优势矩阵，包括计算各个无人机在有源探测、无源探测、打击、制导功能需求下的优势矩阵。4.根据权利要求3所述的无人机多机协同任务分配控制系统，其特征在于，所述无人机状态信息接收解析模块中，计算各个无人机在有源探测功能需求下的优势矩阵，具体为：矩阵，具体为：矩阵，具体为：Tdet
ci
＝CR
i
/max{CR
i
}；}；}；
C
Fi
＝[InB
i
+In(A
1i
+1)+In(A
2i
+1)]ε
1i
ε
2i
ε
3i
ε
4i
；C
Tj
＝[InB
j
+In(A
1j
+1)+In(A
2j
+1)]ε
1j
ε
2j
ε
3j
ε
4j
；T
thr
＝k
ad
·
T
thraγa
·
T
thrdγd
+k
v
·
T
thrv
；；
其中，T
det
为各个无人机在有源探测功能需求下的优势矩阵；k1为无人机对各个目标的总探测态势优势矩阵的权重系数；T'
det
为各个无人机对各个目标的总探测态势优势矩阵；k2为各个无人机对目标的威胁优势矩阵的权重系数；T
C
为各个无人机对目标的威胁效能矩阵；k3为各个无人机受目标的威胁矩阵的权重系数；为各个无人机受目标的威胁度矩阵；k4为目标对各个无人机威胁的价值矩阵的权重系数；T
val
为目标对各个无人机威胁的价值矩阵；kd为目标对各个无人机威胁距离影响因子矩阵；Tdet
c
为各个无人机对目标的探测能力优势态势矩阵；Tdet
α
为各个无人机对目标的探测角态势优势矩阵；w
α
为各个无人机对目标的探测角态势优势的影响因子；Tdet
d
为各个无人机对目标的探测距离态势优势矩阵；w
d
为各个无人机对目标的探测距离态势优势的影响因子；kd
ij
为目标对各个无人机威胁距离影响因子矩阵中第i行第j列元素，表示第j个目标对第i个无人机威胁距离影响因子；为第i个无人机对第j个目标的探测距离；为第j个目标对各个无人机的威胁距离；Tdet
ci
为各个无人机对目标的探测能力优势态势矩阵的第i行元素，表示第i个无人机对目标的探测能力优势态势；CR
i
为第i个无人机对目标的探测能力；为各个无人机对目标方位角的优势矩阵；γ1为各个无人机对目标方位角的优势矩阵的影响因子；Tdet
q
为目标进入各个无人机探测角度的优势矩阵；γ2为目标进入各个无人机探测角度的优势矩阵的影响因子；为各个无人机对目标方位角的优势矩阵第i行第j列元素，表示第i个无人机对第j个目标探测方位角的优势；为第i个无人机对第j个目标方位角；为第i个无人机最大探测角度；Tdet
qij
为目标进入各个无人机探测角度的优势矩阵的第i行第j列元素，表示第j个目标进入第i个无人机探测角度的优势；q
ij
为第j个目标进入第i个无人机的探测角度；
Tdet
dij
为各个无人机对目标的探测距离态势优势矩阵的第i行第j列元素，表示第i个无人机对第j个目标的探测距离态势优势；为第i个无人机对第j个目标的探测距离；第i个无人机的最大探测距离；T
Cij
为各个无人机对目标的威胁效能矩阵的第i行第j列元素，表示第i个无人机对第j个目标的威胁效能；C
Fi
为第i个无人机的威胁能力；C
Tj
为第j个目标的威胁能力；B
i
为第i个无人机的机动性参数；A
1i
为第i个无人机的威胁能力参数；A
2i
为第i个无人机的探测能力参数；ε
1i
为第i个无人机的操纵性能参数；ε
2i
为第i个无人机的生存能力参数；ε
3i
为第i个无人机的航程系数；ε
4i
为第i个无人机的电子干扰及其防干扰能力参数；B
j
为第j个目标的机动性参数；A
1j
为第j个目标的威胁能力参数；A
2j
为第j个目标的探测能力参数；ε
1j
为第j个目标的操纵性能参数；ε
2j
为第j个目标的生存能力参数；ε
3j
为第j个目标的航程系数；ε
4j
为第j个目标的电子干扰及其防干扰能力参数；为各个无人机受目标的威胁度矩阵第i行的元素，表示第i个无人机受目标的威胁度；为各个无人机受目标的初始威胁度矩阵第i行的元素的平均值，表示第i个无人机受目标初始威胁度的平均值；T
thrimax
为各个无人机受目标的初始威胁度矩阵第i行的元素的最大值，表示第i个无人机受目标初始威胁度的最大值；T
thr
为各个无人机受目标的初始威胁度矩阵；k
ad
为各个无人机受目标角度、距离威胁度矩阵的权重系数；T
thra
为各个无人机受目标角度威胁度矩阵；γ
a
为各个无人机受目标角度威胁度矩阵的影响因子；T
thrd
为各个无人机受目标角度威胁度矩阵；γ
d
为各个无人机受目标角度威胁度矩阵的影响因子；k
v
为各个无人机受目标速度威胁度矩阵的权重系数；T
thrv
为各个无人机受目标的速度威胁度矩阵；T
thraij
为各个无人机受目标角度威胁度矩阵的第i行第j列元素，表示第i个无人机受第
j个目标的角度威胁度；β
ij
为第i个无人机处于第j个目标的角度；为第j个目标的最大探测角度；为第j个目标威胁的最大角度；为第j个目标威胁最大不可逃逸角度；T
thrd...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵爽宇，孙智孝，张少卿，高荷福，刘海宁，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：