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专利号: 2022105729239
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.无人机集群多模式异构价值任务自主协同分配方法,其特征在于,包括:获取多模式异构任务信息和无人机资源信息并据此划分任务的初始分配方案,计算初始分配方案下的总效用和任务平均成功率;

响应于无人机满足预设的无人机资源与任务协同匹配规则,执行该规则下任务的初始分配方案的变化,响应于无人机不满足预设的无人机资源与任务协同匹配规则,不执行该规则下任务的初始分配方案的变化,直至所有无人机均不满足任一无人机资源与任务协同匹配规则,完成任务分配,得到任务的最优分配方案,更新最优分配方案下的总效用和任务平均成功率;

所述总效用为所有任务效用之和,所述任务效用为执行该任务的各无人机的无人机效用之和,所述无人机效用为无人机收益减去无人机代价;

所述任务平均成功率通过以下方法计算得到:

其中,Success是任务平均成功率,m是无人机数量,n是任务数量, 是任务i的通信需求分配参数, 是任务i的侦查需求分配参数, 和 分别是无人机 执行任务i所投入的通信资源和侦查资源, 是执行任务i所需要的总通信资源, 是执行任务i所需要的总侦查资源;

所述任务分配包括:

若无人机加入任务后,所加入任务的任务效用和总效用升高,则满足加入任务规则,无人机加入该任务,否则无人机不加入该任务;

若无人机进行任务转移后,转移前后两个任务的任务效用之和不降低且总效用升高,则满足转移任务规则,无人机进行该任务转移,否则无人机不进行该任务转移;

若无人机退出任务后,所退出任务的任务效用和总效用不降低,则满足退出任务规则,无人机退出该任务,否则无人机不退出该任务;

所有无人机均不满足任一无人机资源与任务协同匹配规则,具体包括任何一个无人机不再加入、转移或退出任何一个任务;

所述无人机收益通过以下方法计算得到:

其中,Reward是无人机收益, 是无人机选择任务i的带宽资源收益比例, 是无人机选择任务i的分辨率资源收益比例, 和 分别是任务i的通信任务价值和侦查任务价值;

所述无人机代价通过以下方法计算得到:

其中,Cost是无人机代价, 是无人机执行通信任务功率消耗系数, 是无人机执行侦查任务功率消耗系数, 是无人机执行任务i的通信功率消耗, 是无人机执行任务i的侦查功率消耗。

2.根据权利要求1所述的无人机集群多模式异构价值任务自主协同分配方法,其特征在于,所述通信功率消耗通过下述公式计算得到:其中, 是无人机执行通信任务的传输功率, 是相对带宽资源, 是无人机与任务i之间的距离, 是背景噪声值。

3.根据权利要求1所述的无人机集群多模式异构价值任务自主协同分配方法,其特征在于,所述侦查功率消耗通过以下方法计算得到:其中, 是无人机 与任务i之间的距离为 时的功率消耗, 是无人机与任务i之间的距离, 是设置的固定值。

4.无人机集群多模式异构价值任务自主协同分配系统,其特征在于,包括:初始数据计算模块:用于获取多模式异构任务信息和无人机资源信息并据此划分任务的初始分配方案,计算初始分配方案下的总效用和任务平均成功率;

分配方案优化模块:用于响应于无人机满足预设的无人机资源与任务协同匹配规则,执行该规则下任务的初始分配方案的变化,响应于无人机不满足预设的无人机资源与任务协同匹配规则,不执行该规则下任务的初始分配方案的变化,直至所有无人机均不满足任一无人机资源与任务协同匹配规则,完成任务分配,得到任务的最优分配方案,更新最优分配方案下的总效用和任务平均成功率;

所述初始数据计算模块包括第一计算单元,用于通过下述方法计算总效用:所述总效用为所有任务效用之和,所述任务效用为执行该任务的各无人机的无人机效用之和,所述无人机效用为无人机收益减去无人机代价;

所述初始数据计算模块包括第二计算单元,用于通过下式计算任务平均成功率:其中,Success是任务平均成功率,m是无人机数量,n是任务数量, 是任务i的通信需求分配参数, 是任务i的侦查需求分配参数, 和 分别是无人机 执行任务i所投入的通信资源和侦查资源, 是执行任务i所需要的总通信资源, 是执行任务i所需要的总侦查资源;

还用于通过下式计算无人机收益:

其中,Reward是无人机收益, 是无人机选择任务i的带宽资源收益比例, 是无人机选择任务i的分辨率资源收益比例, 和 分别是任务i的通信任务价值和侦查任务价值;

还用于通过下式计算无人机代价:

其中,Cost是无人机代价, 是无人机执行通信任务功率消耗系数, 是无人机执行侦查任务功率消耗系数, 是无人机执行任务i的通信功率消耗, 是无人机执行任务i的侦查功率消耗;

所述分配方案优化模块包括任务分配单元,用于通过下述方法进行任务分配:若无人机加入任务后,所加入任务的任务效用和总效用升高,则满足加入任务规则,无人机加入该任务,否则无人机不加入该任务;

若无人机进行任务转移后,转移前后两个任务的任务效用之和不降低且总效用升高,则满足转移任务规则,无人机进行该任务转移,否则无人机不进行该任务转移;

若无人机退出任务后,所退出任务的任务效用和总效用不降低,则满足退出任务规则,无人机退出该任务,否则无人机不退出该任务;

所述任务分配单元通过下述方法结束任务分配:

直至任何一个无人机不再加入、转移或退出任何一个任务,结束任务分配。