[发明专利]面向恶劣环境的多无人机协同计算方法

说明书

本发明提供面向恶劣环境的多无人机协同计算方法，包括：N个任务划分为M个不相交的子集，根据任务处理时延和任务处理可靠性最优得到最佳任务分配矩阵A，基于任务分配矩阵A，将所述M个子集分配到M个无人机进行分布式并行处理，只要节点完成所被分配到的任务并返回结果给用户，则业务完成，为了评估不同任务分配的可靠性和时延性能，需找出最优方案。

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及面向恶劣环境的多无人机协同计算方法。

背景技术

在实际工作中，无人机通常工作在恶劣环境中，不可避免的干扰，例如硬件损坏、软件故障、通信链路故障等都可能会导致任务失败。因此，进行任务分配策略制定时，除了考虑时延外，还需要同时考虑可靠性性能。然而，目前尚未有同时考虑时延和可靠性的针对多无人机任务分配问题的技术方案。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施例部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为至少部分地解决上述技术问题，本发明提供了面向恶劣环境的多无人机协同计算方法，包括：N个任务划分为M个不相交的子集，对所述M个不相交的子集进行分布式并行处理，得到分配矩阵A，

所述任务分配到节点进行分布式处理，所述节点完成所分配的任务，返回结果给用户，则业务完成。

进一步地，所述任务能且只能被一个节点处理，即，

进一步地，基于不同任务分配方案的可靠性和时延性能，对业务处理进行描述：

(1)时延；

(2)可靠性；

(3)期望时延；

所述时延；节点与用户之间的路径损耗表示为：

其中，ηLOS和ηNLOS分别表示为LOS信道和NLOS信道的衰减因子，c表示为光速，g表示为载波频率，LOS link表示为可视信道，NLOS link表示为非可视信道，u表示用户，j表示节点。

进一步地，节点与用户在LOS信道的概率表示为：

其中，δ与∈表示为与环境相关的系数，

进一步地，节点与用户之间存在NLOS信道的概率表示为：

p^NLOS＝1-p^LOS。

进一步地，平均路径损耗表示为：

进一步地，所述可靠性；任务分配到节点，上行过程、计算过程、下行过程的可靠性可以分别表示为：

其中，考虑到无人机群在工作环境中可能遇到的各种干扰会导致任务失败，可靠性是一个必须注意的重要指标，可靠性被定义为“每个工作单元成功处理分配给它的任务的概率的乘积”。无人机节点和无人机节点与用户之间的通信链路的失效概率遵循随机泊松过程，无人机节点Vj的计算失效概率是λ_j，其与用户u之间通信链路的失效概率是λ_uj。用分别表示上行链路，计算单元、下行链路的可靠性。

进一步地，所述期望时延；任务卸载到节点，上行、计算、下行的期望时延分别表示为：