[发明专利]面向军用无人机的多机多任务分配方法及装置

说明书

本发明公开一种面向军用无人机的多机多任务分配方法及装置。所述方法包括：基于威胁因素和任务执行时间窗因素对经典车辆路径问题模型的目标函数进行优化，得到多机多任务分配问题模型的目标函数；设置多机多任务分配问题模型的目标函数的约束条件，得到多机多任务分配问题模型，其中，约束条件包括用于对军用无人机的视距通信距离进行约束的第一约束条件；根据多机多任务分配问题模型进行多机多任务分配。所述装置包括一一对应实现上述步骤的目标函数获取模块、约束条件设置模块和任务分配模块。根据本发明，能够解决现有针对于军用无人机的多机多任务分配方法因无法保证任务规划的合理性而导致无人机任务执行效率低的问题。

技术领域

本发明属于任务分配技术领域，更具体地，涉及一种面向军用无人机的多机多任务分配方法及装置。

背景技术

目前我国在军用无人机的应用方面还处于比较传统的模式，原有单一无人机执行点对点的任务模式已经逐渐满足不了当前的需求，多无人机协同任务是今后发展的趋势。

复杂的任务模式使得传统依靠人工进行任务分配的方式已经不再适用，人工方式由于包含太多主观因素，因此容易出错，而且对任务规划的最优性得不到保证，导致任务分配工作效率低下。

发明内容

本发明的目的在于解决现有针对于军用无人机的多机多任务分配方法因无法保证任务规划的合理性而导致无人机任务执行效率低的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种面向军用无人机的多机多任务分配方法及装置。

根据本发明的第一方面，提供了一种面向军用无人机的多机多任务分配方法，该方法包括以下步骤：

基于威胁因素和任务执行时间窗因素对经典车辆路径问题模型的目标函数进行优化，得到多机多任务分配问题模型的目标函数；

设置所述多机多任务分配问题模型的目标函数的约束条件，得到所述多机多任务分配问题模型，其中，所述约束条件包括第一约束条件，所述第一约束条件用于对所述军用无人机的视距通信距离进行约束；

根据所述多机多任务分配问题模型进行多机多任务分配。

作为优选的是，所述多机多任务分配问题模型的目标函数为：

上式中，M为任务区域内机场的总数，Km为机场m的无人机数，N为任务目标的总数，k为机场m的无人机的序号，为节点i与节点j距离：

x_ij^mk：机场m的无人机k从节点i到节点j时为1，否则为0，其中i≠j；

y_i^mk：任务目标i由机场m的无人机k完成则为1，否则为0；

p_mk1为机场m无人机k早到的单位惩罚成本，p_mk2为机场m无人机k晚到的单位惩罚成本，ET_i为任务目标i允许的最早服务时间，T_i为到达任务目标i的时间，LT_i为任务目标i允许的最晚服务时间，X_ij为从节点i到节点j的直线与威胁区域相交后的弦长。

作为优选的是，所述第一约束条件具体为：

上式中，d_im为任务目标i与机场m之间的距离。

作为优选的是，所述约束条件还包括第二约束条件，所述第二约束条件具体为：

作为优选的是，所述约束条件还包括第三约束条件，所述第三约束条件具体为：